JAVA基本算法详细图解---归并排序

今天来搞一搞归并(合并)排序

基本思想

归并排序的主要实现思想是分治策略,

先抛出两个问题,大家在读的过程中分析下为什么归并排序满足下面这两点

1、时间复杂度:T(n)= O(nlogn)

2、合并排序算法是渐进最优算法。

将待排序的数组分为大致相等的两部分,分别对这两部分进行排序,最终将两个排好序的数组合并成一个有序的数组。

接下来我们先来看实现代码,如果可以看明白代码,说明你已经了解了归并算法了。看的时候有疑问也不要紧,我们下面会进行详细的分解详细描述。

代码实现(递归)

 /**
     * 归并排序(递归写法)
     * @param nums 需要排序的数组
     * @param left 需排序的起始下标
     * @param right 需排序的结束下标
     * @return 结果(有序数组)
     */
    public int[] mergeSort(int[] nums,int left,int right){
        
        //如果 数组为空或者数组的元素数为1,则认为该数组已经是有序的
        if(left < right){
            //1、找数组中间位置下标
            int mid = (left + right)/2;
            //2、对左半部分排序
            mergeSort(nums,left,mid);
            //3、对有右半部分排序
            mergeSort(nums,mid+1,right);
            //4、合并
            merge(nums,left,mid,right);
        }
        return nums;
    }
    
    /**
     * 两个有序数组合并
     * @param nums 原数组
     * @param left 数组起始下标
     * @param mid 数组中间下标
     * @param right 数组结束下标
     */
    public void merge(int[] nums,int left,int mid,int right){
        
        //1、数组一的起始下标
        int i = left;
        //2、数组二的起始下标
        int j = mid +1;
        
        //3、需要一个临时数组
        int[] temp = new int[right - left +1];
        int k = 0;
        
        //4、顺序比较两个数组,并将小的值放到临时数组中,直到其中一个数组中的元素都放入临时数组中
        while (i<=mid && j<=right){
            if(nums[i] <= nums[j]){
                temp[k++] = nums[i++];
            }else {
                temp[k++] = nums[j++];
            }
        }
        //5、将数组一剩余的元素放入临时数组
        while (i<=mid ){
            temp[k++] = nums[i++];
        }
        //6、将数组二剩余的元素放入临时数组
        while (j<=right){
            temp[k++] = nums[j++];
        }
    
        //7、将临时数组中的元素copy到原数组中
        for (int l = 0; l < temp.length; l++) {
            nums[left+l] = temp[l];
        }
    }

 

上面注释已经将步骤一一都写了,如果有疑问我们看下详细的图解

大家可以思考下  非递归方式如何实现,以及自然合并排序算法

注:自然合并排序会在下篇文章中介绍,

参考 

算法设计与分析  第3版__王晓东编著_北京:清华大学出版社_P330_2014.02_13476624

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