数据结构与算法分析（Java语言描述）（5）—— 归并排序

伪代码

split each element into partitions of size 1recursively merge adjancent partitions  for i = leftPartStartIndex to rightPartLastIndex inclusive    if leftPartHeadValue <= rightPartHeadValue      copy leftPartHeadValue    else: copy rightPartHeadValuecopy elements back to original array

MergeSort.java

package com.algorithm.sort;import java.util.Arrays;public class MergeSort{    // 我们的算法类不允许产生任何实例    private MergeSort(){}    // 将arr[l...mid]和arr[mid+1...r]两部分进行归并    private static void merge(Integer[] arr, int l, int mid, int r) {        Integer[] aux = Arrays.copyOfRange(arr, l, r+1);        // 初始化，i指向左半部分的起始索引位置l；j指向右半部分起始索引位置mid+1        int i = l, j = mid+1;        for( int k = l ; k <= r; k ++ ){            if( i > mid ){  // 如果左半部分元素已经全部处理完毕                arr[k] = aux[j-l]; j ++;            }            else if( j > r ){   // 如果右半部分元素已经全部处理完毕                arr[k] = aux[i-l]; i ++;            }            else if( aux[i-l].compareTo(aux[j-l]) < 0 ){  // 左半部分所指元素 < 右半部分所指元素                arr[k] = aux[i-l]; i ++;            }            else{  // 左半部分所指元素 >= 右半部分所指元素                arr[k] = aux[j-l]; j ++;            }        }    }    // 递归使用归并排序,对arr[l...r]的范围进行排序    private static void sort(Integer[] arr, int l, int r) {//        if (l >= r)//            return;        // 优化2: 对于小规模数组, 使用插入排序        if (r - l < 15){            InsertionSort.sort(arr);            return;        }        int mid = (l+r)/2;        sort(arr, l, mid);        sort(arr, mid + 1, r);        // 优化1: 对于arr[mid] <= arr[mid+1]的情况,不进行merge        // 对于近乎有序的数组非常有效,但是对于一般情况,有一定的性能损失        if (arr[mid] > arr[mid+1]) {            merge(arr, l, mid, r);        }    }    public static void sort(Integer[] arr){        int n = arr.length;        sort(arr, 0, n-1);    }    // 测试MergeSort    public static void main(String[] args) {        int N = 8;        Integer[] arr = SortTestHelper.generateRandomArray(N, 0, 100000);        System.out.println("排序前的数组为：");        SortTestHelper.printArray(arr);        Long start = System.currentTimeMillis();        MergeSort.sort(arr);        Long end = System.currentTimeMillis();        System.out.println("-------------------------------------------");        System.out.println("排序后的数组为：");        SortTestHelper.printArray(arr);        System.out.println("-------------------------------------------");        System.out.println("排序后的数组是否有序：");        if (SortTestHelper.isSorted(arr)){            System.out.println("数组有序~");        } else {            System.out.println("数组无序！");        }        System.out.println("-------------------------------------------");        System.out.println( "排序算法的运行时间为"+ " : " + (end-start) + "ms" );    }}

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