归并排序算法 java 实现

归并排序算法 java 实现

可视化对比十多种排序算法（C#版）

[直观学习排序算法] 视觉直观感受若干常用排序算法

算法概念

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并，得到完全有序的序列：即先使每个子序列有序，再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表，称为二路归并。

算法思想

从概念上讲，归并排序的工作原理如下：

• 如果列表的长度是0或1，那么它已经有序。否则：
• 未排序的部分平均划分为两个子序列。
• 每个子序列，递归使用归并排序。
• 合并两个子列表，使之整体有序。

归并排序包含两个主要观点，以改善其运行时：

• 一个小列表排序的花费少于大列表。
• 把两个有序表合并，要比直接排列一个无序表花费更少的步骤。例如，您只需要遍历每个有序列表一次即可(见下面的合并功能)。

归并操作的过程如下：

1. 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
2. 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
3. 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
4. 重复步骤3直到某一指针到达序列尾
5. 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾

算法实现

package com.lygedi.sort;

public class MergeSort {

	public void sort(int[] list, int iStart, int iStop) {
		if (iStop > iStart) {
			int iMiddle = (iStart + iStart) / 2;
			sort(list, iStart, iMiddle);
			sort(list, iMiddle + 1, iStop);
			merge(list, iStart, iMiddle, iStop);
		}
	}

	public void merge(int[] a, int iStart, int iMiddle, int iStop) {
		int lt = iStop - iStart + 1;

		int[] list = new int[lt];
		int pa = iStart;
		int pb = iMiddle + 1;

		for(int i = 0; i < lt; i++) {
			//利用两个指针对两个数组做对比，将小的放到临时数组
			if (a[pa] < a[pb]) {
				list[i] = a[pa];
				pa++;
			} else if (a[pa] == a[pb]) {
				list[i] = a[pa];
				i++;
				list[i] = a[pb];

				pa++;
				pb++;
			} else {
				list[i] = a[pb];
				pb++;
			}
            //一个指针到底后，将另一数组全部放到临时数组
			if (pa > iMiddle) {
				for (int j = i + 1; j < lt; j++) {
					list[j] = a[pb];
					pb++;
				}
				break;
			}

			if (pb > iStop ) {
				for (int j = i + 1; j < lt; j++) {
					list[j] = a[pa];
					pa++;
				}
				break;
			}
		}
		//将临时数组复制回原数组
		int j = iStart;
		for(int i = 0; i<lt; i++){
			a[j] = list[i];
			j++;
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		int a[] = { 49, 38, 65, 9, 76, 13, 27, 49, 8, 34, 12, 64, 49, 56, 2, 51, 13, 5, 4, 62, 99, 98, 54, 56, 17, 17,
				18, 23, 34, 56, 15, 35, 25, 53, 51 };

		MergeSort qs = new MergeSort();
		qs.sort(a, 0, a.length - 1);

		System.out.println(a.length);
		for (int i = 0; i < a.length; i++)
			System.out.println(Integer.toString(i) + "-" + a[i]);
	}
}