归并排序（Merge Sort）递归、非递归 Java实现

来源：互联网发布：淘宝服装挂拍技巧编辑：程序博客网时间：2024/05/16 05:42

归并排序与堆排序充分利用了完全二叉树的深度为logn + 1的特性，因而效率比较高。

归并排序（Merge Sort）

归并排序（Merge Sort）就是利用归并的思想表现的排序方法。

它的原理是假设初始序列含有n个记录，则可以看成是n个有序的子序列，每个子序列的长度为1，然后两两归并，得到[n/2]（[x]表示不小于x的最小整数）个长度为2或1的有序子序列；再两两归并，……，如此重复，直至得到一个长度为n的有序序列为止这种排序方法称为2路归并排序。

import java.util.Arrays;import java.util.Random;/** * 归并排序 * */public class MergeSort {public void mergeSort(int[] arr) {    // 递归sort(arr, 0, arr.length - 1);System.out.println(Arrays.toString(arr));        // 非递归    sort(arr);        System.out.println(Arrays.toString(arr));}/** * 归并排序（递归实现）     * 时间复杂度 O(nlogn)     * 空间复杂度O(n + logn) * @param arr * @param left * @param right */private void sort(int[] arr, int left, int right) {    if (left >= right)         return;        int mid = (left + right) / 2;    // 左边    sort(arr, left, mid);    // 右边    sort(arr, mid + 1, right);    // 合并并排序    merge(arr, left, mid, right);}/** * 归并排序（非递归实现） * 时间复杂度O(nlogn) * 空间复杂度O(n) * @param arr */private void sort(int[] arr) {    // 从 1开始分割，与递归不同的是，递归由数组长度一分为二最后到1，    // 而非递归则是从1开始扩大二倍直到数组长度     int len = 1;        while (arr.length > len) {                // 完全二叉树一层内的遍历        for (int i = 0; i + len <= arr.length - 1; i += len * 2) {            int left = i;            int mid = i + len - 1;            int right = i + len * 2 - 1;                        // 防止超出数组长度            if (right > arr.length - 1)                right = arr.length - 1;                        // 合并排序相同            merge(arr, left, mid, right);        }                // 下一层        len *= 2;    }}/** * 合并并排序 * @param arr * @param left * @param mid * @param right */private void merge(int[] arr, int left, int mid, int right) {    int[] temp = new int[right - left + 1];        int i = left;    int j = mid + 1;    int k = 0;        // 注意： 此处并没有全部放入temp中，当一边达到mid或right时就是退出循环    while (i <= mid && j <= right) {        if (arr[i] < arr[j])             temp[k++] = arr[i++];        else            temp[k++] = arr[j++];    }        // 如果左边或右边有剩余，则继续放入，只可能一边有剩余    while (i <= mid)         temp[k++] = arr[i++];        while (j <= right)        temp[k++] = arr[j++];        // 排好序的临时数组重新放入原数组    for (int m = 0; m < temp.length; m++) {        arr[m + left] = temp[m];    }}public static void main(String[] args) {//int[] arr = {9, 1, 5, 8, 3, 7, 4, 6, 2};        int[] arr = new int[10];    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {        arr[i] = new Random().nextInt(50);    }        System.out.println(Arrays.toString(arr));new MergeSort().mergeSort(arr);}}

0 0