package com.qiusongde;

import edu.princeton.cs.algs4.In;
import edu.princeton.cs.algs4.StdOut; public class MergeX { private static Comparable[] aux;
private final static int CUTOFF = 8;//size public static void sort(Comparable[] input) {
int N = input.length;
aux = input.clone();//must be clone(the same as input)
StdOut.println("input:" + input + " aux:" + aux);//for test
sort(aux, input, 0, N-1);
} //this level takes source as input(need to be sorted)
//and destination as auxiliary, and put the result in destination
private static void sort(Comparable[] source, Comparable[] destination, int lo, int hi) {//avoid copy if((lo+CUTOFF-1) >= hi) { //use insertion sort for tiny subarrays
insertionsort(destination, lo, hi);//prepare destination for up level
return;
} int mid = lo + (hi-lo)/2;
sort(destination, source, lo, mid);//down level switch the roles of the input array and auxiliary array
sort(destination, source, mid+1, hi); if(!less(source[mid+1], source[mid])) {//ship merge
System.arraycopy(source, lo, destination, lo, hi-lo+1);//prepare destination for up level
StdOut.println("destination:" + destination);//for test
StdOut.printf("skip merge(source, destination, %4d, %4d, %4d)", lo, mid, hi);//for test
show(destination);//for test
return;
} merge(source, destination, lo, mid, hi);//merge sorted source to destination } private static void insertionsort(Comparable[] input, int lo, int hi) {
for(int i = lo + 1; i <= hi; i++) {
for(int j = i; j > lo && less(input[j], input[j-1]); j--) {
exch(input, j, j-1);
}
} StdOut.println("destination:" + input);
StdOut.printf("insertionsort(input, %4d, %4d)", lo, hi);//for test
show(input);//for test
} private static void exch(Comparable[] a, int i, int j) { Comparable t = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = t; } private static void merge(Comparable[] source, Comparable[] destination, int lo, int mid, int hi) { int i = lo;
int j = mid + 1;
for(int k = lo; k <= hi; k++) {
if(i > mid)
destination[k] = source[j++];
else if(j > hi)
destination[k] = source[i++];
else if(less(source[j], source[i]))
destination[k] = source[j++];
else
destination[k] = source[i++];
}
StdOut.println("source:" + source + " destination:" + destination);//for test
StdOut.printf("merge(source, destination, %4d, %4d, %4d)", lo, mid, hi);//for test
show(destination);//for test } private static boolean less(Comparable v, Comparable w) { return v.compareTo(w) < 0; } private static void show(Comparable[] a) { //print the array, on a single line.
for(int i = 0; i < a.length; i++) {
StdOut.print(a[i] + " ");
}
StdOut.println(); } public static boolean isSorted(Comparable[] a) { for(int i = 1; i < a.length; i++) {
if(less(a[i], a[i-1]))
return false;
} return true; } public static void main(String[] args) { //Read strings from standard input, sort them, and print.
String[] input = In.readStrings();
show(input);//for test
sort(input);
assert isSorted(input);
show(input);//for test } }

测试:

M E R G E S O R T E X A M P L E
input:[Ljava.lang.String;@1b6d3586 aux:[Ljava.lang.String;@4554617c
destination:[Ljava.lang.String;@4554617c
insertionsort(input, 0, 7)E E G M O R R S T E X A M P L E
destination:[Ljava.lang.String;@4554617c
insertionsort(input, 8, 15)E E G M O R R S A E E L M P T X
source:[Ljava.lang.String;@4554617c destination:[Ljava.lang.String;@1b6d3586
merge(source, destination, 0, 7, 15)A E E E E G L M M O P R R S T X
A E E E E G L M M O P R R S T X

性能比较:

For 20000 random Doubles 1000 trials
Merge is 3.6s
MergeFasterM is 3.1s
MergeUseInsert is 3.2s
MergeSkipMerge is 3.5s
MergeAvoidCopy is 3.0s
MergeX is 2.9s

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