Java MergeSort

/**

 * <html>

 * <body>

 *  <P> Copyright 1994-2018 JasonInternational </p>

 *  <p> All rights reserved.</p>

 *  <p> Created on 2018年4月10日 </p>

 *  <p> Created by Jason</p>

 *  </body>

 * </html>

 */

package cn.ucaner.algorithm.sorts;

/**

 * Merge sort is an O(n log n) comparison-based sorting algorithm. Most

 * implementations produce a stable sort, which means that the implementation

 * preserves the input order of equal elements in the sorted output.

 * <p>

 * Family: Merging.<br>

 * Space: In-place.<br>

 * Stable: True.<br>

 * <p>

 * Average case = O(n*log n)<br>

 * Worst case = O(n*log n)<br>

 * Best case = O(n*log n)<br>

 * <p>

 * @see <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Merge_sort">Merge Sort (Wikipedia)</a>

 * <br>

 * @author Justin Wetherell <phishman3579@gmail.com>

 */

@SuppressWarnings("unchecked")

public class MergeSort<T extends Comparable<T>> {

    public static enum SPACE_TYPE { IN_PLACE, NOT_IN_PLACE }

    private MergeSort() { }

    public static <T extends Comparable<T>> T[] sort(SPACE_TYPE type, T[] unsorted) {

        sort(type, 0, unsorted.length, unsorted);

        return unsorted;

    }

    private static <T extends Comparable<T>> void sort(SPACE_TYPE type, int start, int length, T[] unsorted) {

        if (length > 2) {

            int aLength = (int) Math.floor(length / 2);

            int bLength = length - aLength;

            sort(type, start, aLength, unsorted);

            sort(type, start + aLength, bLength, unsorted);

            if (type == SPACE_TYPE.IN_PLACE)

                mergeInPlace(start, aLength, start + aLength, bLength, unsorted);

            else

                mergeWithExtraStorage(start, aLength, start + aLength, bLength, unsorted);

        } else if (length == 2) {

            T e = unsorted[start + 1];

            if (e.compareTo(unsorted[start]) < 0) {

                unsorted[start + 1] = unsorted[start];

                unsorted[start] = e;

            }

        }

    }

    private static <T extends Comparable<T>> void mergeInPlace(int aStart, int aLength, int bStart, int bLength, T[] unsorted) {

        int i = aStart;

        int j = bStart;

        int aSize = aStart + aLength;

        int bSize = bStart + bLength;

        while (i < aSize && j < bSize) {

            T a = unsorted[i];

            T b = unsorted[j];

            if (b.compareTo(a) < 0) {

                // Shift everything to the right one spot

                System.arraycopy(unsorted, i, unsorted, i+1, j-i);

                unsorted[i] = b;

                i++;

                j++;

                aSize++;

            } else {

                i++;

            }

        }

    }

    private static <T extends Comparable<T>> void mergeWithExtraStorage(int aStart, int aLength, int bStart, int bLength, T[] unsorted) {

        int count = 0;

        T[] output = (T[]) new Comparable[aLength + bLength];

        int i = aStart;

        int j = bStart;

        int aSize = aStart + aLength;

        int bSize = bStart + bLength;

        while (i < aSize || j < bSize) {

            T a = null;

            if (i < aSize) {

                a = unsorted[i];

            }

            T b = null;

            if (j < bSize) {

                b = unsorted[j];

            }

            if (a != null && b == null) {

                output[count++] = a;

                i++;

            } else if (b != null && a == null) {

                output[count++] = b;

                j++;

            } else if (b != null && b.compareTo(a) <= 0) {

                output[count++] = b;

                j++;

            } else {

                output[count++] = a;

                i++;

            }

        }

        int x = 0;

        int size = aStart + aLength + bLength;

        for (int y = aStart; y < size; y++) {

            unsorted[y] = output[x++];

        }

    }

}

　　

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