图解Java经典算法归并排序的原理与实现

目录
  • 归并排序
  • 算法原理
  • 动图演示
  • 代码实现
  • 复杂度

归并排序

归并排序主要分成两部分实现，分、合两部分，分是把数组分成两半，再递归的对子数组进行 分 操作，直到分成一个个单独的数。合是把两个数组合并为有序数组，在对有序数组进行合并，直到全部子数组合并为一个完整的数组。

算法原理

  • 申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列
  • 设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
  • 比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置
  • 重复步骤c直到某一指针超出序列尾
  • 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾

动图演示

代码实现

public class MergeSort {
    //归并所需的辅助数组
    private static Comparable[] assist;
    //比较 v 是否小于 w
    public static boolean less(Comparable v,Comparable w){
        return v.compareTo(w) < 0;
    }
    //数组元素交换位置
    private static void swap(Comparable[] a,int i,int j){
        Comparable temp;
        temp = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = temp;
    }
    //排序
    public static void sort(Comparable[] a){
        //初始化辅助数组
        assist = new Comparable[a.length];
        int l = 0;
        int h = a.length - 1;
        sort(a,l,h);
    }
    private static void sort(Comparable[] a,int l,int h){
        if (h <= l){
            return;
        }
        //分组
        int mid = l +(h - l) / 2;
        //分别对每组数据排序
        sort(a,l,mid);
        sort(a,mid + 1,h);
        //对数组进行归并
        merge(a,l,mid,h);
    }
    //对数组进行归并
    private static void merge(Comparable[] a,int l,int mid,int h){
        //定义三个指针
        int i = l;
        int p1 = l;
        int p2 = mid + 1;
        //遍历，移动p1,p2指针，比较两处索引的值,小的放到辅助数组的对应索引处
        while (p1 <= mid && p2 <=h){
            if (less(a[p1],a[p2])){
                assist[i++] = a[p1++];
            }else {
                assist[i++] = a[p2++];
            }
        }
        //遍历数组，如果p1的指针没有走完，则顺序移动p1指针，把对应的元素放到辅助数组的对应索引处
        while (p1 <= mid){
            assist[i++] = a[p1++];
        }
        //遍历数组，如果p2的指针没有走完，则顺序移动p2指针，把对应的元素放到辅助数组的对应索引处
        while (p2 <= h){
            assist[i++] = a[p2++];
        }
        //把辅助数组中的元素拷贝到原数组中
        for (int j = l; j <= h; j++) {
            a[j] = assist[j];
        }
    }
}
public class MergeSortTest {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] arr = {5,6,3,1,8,7,2,4};
        MergeSort.sort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}
//排序前：{5,6,3,1,8,7,2,4}
//排序后：{1,2,3,4,5,6,7,8}

复杂度

  • 时间复杂度：O(nlogn)
  • 空间复杂度：O(n)

到此这篇关于图解Java经典算法归并排序的原理与实现的文章就介绍到这了,更多相关Java归并排序内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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