归并排序

package algorithms.sort;import algorithms.lib.In;import algorithms.lib.Out;import algorithms.lib.StdRandom;import algorithms.lib.TC;/** * 归并排序算法 *  * @author Qogir * @since 2013/08/02 * @version 1.0 *  */public class Merge {/** * 归并 将一个数组的子数组进行归并 * @param a 指定的数组 * @param lo 起始位置的索引 * @param mid 中间位置的索引 * @param hi 结束位置的索引 */public static void merge(Comparable[] a, int lo, int mid,int hi) {int i = lo;int j = mid + 1;assert isSorted(a, lo, mid);assert isSorted(a, mid+1, hi);for (int k = lo; k <= hi; k++)aux[k] = a[k];for (int k = lo; k <= hi; k++) {if (i > mid)a[k] = aux[j++];     //左半边元素用尽else if (j > hi)a[k] = aux[i++];     //右半边元素用尽else if (less(aux[j], aux[i]))a[k] = aux[j++];     //右半边小于左边elsea[k] = aux[i++];     //右半边大于左半边} assert isSorted(a, lo, hi);}/** * 对指定的数组进行排序 <b>自顶向下</b> * 通过不断的递归调用，将整个排序问题不断划分，直到最小规模，然后进行向上的归并 * @param a 指定的数组 */public static void sortUpToDown(Comparable[] a){aux = new Comparable[a.length];sort(a,0,a.length-1);}/** * 对指定的数组进行排序 <b>自底向上</b><br> * 这种实现并不是采用递归的形式，先是进行两两归并，然后四四...  * @param a 指定的数组 */public static void sortDownToUp(Comparable[] a){int N = a.length;aux = new Comparable[a.length];for(int i = 1; i < N ; i = 2*i){for(int lo = 0; lo < N-i; lo += 2*i)merge(a,lo,lo+i-1,Math.min(lo+2*i-1, N-1));}}/** * 递归地对指定数组排序 * @param a 待排序数组 * @param lo 数组低位索引 * @param hi 数组高位索引 */    private static void sort(Comparable[] a, int lo, int hi) {if(hi <= lo)return;int mid = lo + (hi - lo)/2;sort(a,lo,mid); //左半部分sort(a,mid+1,hi);//右半部分if(!less(a[mid],a[mid+1]))  //这样可以减少比较次数，省去了对有序数组的归并merge(a,lo,mid,hi); // 归并}/** * 判断指定数组是否已经有序 *  * @param a *            指定的数组 * @return true 已经排序,false 未排序 */private static boolean isSorted(Comparable[] a) {return isSorted(a, 0, a.length - 1);}private static boolean isSorted(Comparable[] a, int lo, int hi) {for (int i = lo + 1; i <= hi; i++)if (less(a[i], a[i - 1]))return false;return true;}/** * 判断指定的元素是否小于另一个元素 *  * @param a *            元素1 * @param b *            元素2 * @return true 如果 a < b,false 如果 a >= b */private static boolean less(Comparable a, Comparable b) {return a.compareTo(b) < 0;}/** * 交换指定数组中的两个指定的元素 *  * @param a *            包含待交换元素的数组 * @param i *            第一个元素的索引 * @param j *            第二个元素的索引 */private static void exch(Comparable[] a, int i, int j) {Comparable tmp = a[i];a[i] = a[j];a[j] = tmp;}/** * 用于显示结果 *  * @param a *            数据源 * @param time *            排序时间 */private static void show(Comparable[] a, long time) {int i = 0;System.out.println("Data'length:" + a.length + "\tCast Time:" + time+ "ms");for (Comparable e : a) {System.out.println(i++ + ":" + e);}System.out.println();} /* 用于显示结果 *  * @param a *            数据源 * @param time *            排序时间 */private static void show(Comparable[] a, long time,boolean writeToFile) {int N = a.length;int j = 0;if(writeToFile){Out out = new Out("/root/data/data.txt");out.println("Data'length:"+N+"   Cast time:"+time+" ms");for(int i = 0 ; i < N; i ++){out.println(j++ +" : "+a[i]);}out.close();}else{Out out = new Out("/root/data/data.txt");out.println("Data'length:"+N+"   Cast time:"+time+" ms");out.close();}}public static void main(String[] args){Double[] data = {0.0,1.0,3.0,7.0,10.2,15.9,4.0,6.9,7.1,8.56,9.88};sortUpToDown(data);show(data,0);/*In in = new In("/root/data/algs4-data/8Kints.txt");int [] data = in.readAllInts();Integer[] a = new Integer[data.length];for(int i = 0; i < a.length; i ++){a[i] = data[i];}*//*TC t = new TC();sortDownToUp(a);show(a,t.getElapsedMills(),true);*/}private static Comparable[] aux;}

以上为完整的归并排序的代码，算法分析会继续进行