什么是归并排序?Java实现归并排序详解

Java实现归并排序

归并排序（MERGE-SORT）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（pide 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。 归并过程为：比较a[i]和b[j]的大小，若a[i]≤b[j]，则将第一个有序表中的元素a[i]复制到r[k]中，并令i和k分别加上1；否则将第二个有序表中的元素b[j]复制到r[k]中，并令j和k分别加上1，如此循环下去，直到其中一个有序表取完，然后再将另一个有序表中剩余的元素复制到r中从下标k到下标t的单元。归并排序的算法我们通常用递归实现，先把待排序区间[s,t]以中点二分，接着把左边子区间排序，再把右边子区间排序，最后把左区间和右区间用一次归并操作合并成有序的区间[s,t]。

主要两点：

1如何将两个有序的数列合并成一个有序数列

2如何将这两个数列变成有序的数列

解决第一个问题：

如何将将二个有序数列合并。这个非常简单，只要从比较二个数列的第一个数，谁小就先取谁，取了后就在对应数列中删除这个数。然后再进行比较，如果有数列为空，那直接将另一个数列的数据依次取出即可。

public static void merge(int[] nums, int low, int mid, int high) {  
        int[] temp = new int[high - low + 1];  
        int i = low;// 左指针  
        int j = mid + 1;// 右指针  
        int k = 0;  
  
        // 把较小的数先移到新数组中  
        while (i <= mid && j <= high) {  
            if (nums[i] < nums[j]) {  
                temp[k++] = nums[i++];  
            } else {  
                temp[k++] = nums[j++];  
            }  
        }  
  
        // 把左边剩余的数移入数组  
        while (i <= mid) {  
            temp[k++] = nums[i++];  
        }  
  
        // 把右边边剩余的数移入数组  
        while (j <= high) {  
            temp[k++] = nums[j++];  
        }  
  
        // 把新数组中的数覆盖nums数组  
        for (int k2 = 0; k2 < temp.length; k2++) {  
            nums[k2 + low] = temp[k2];  
        }  
    }

第二个问题： 可以将A，B组各自再分成二组。依次类推，当分出来的小组只有一个数据时，可以认为这个小组组内已经达到了有序，然后再合并相邻的二个小组就可以了。这样通过先递归的分解数列，再合并数列就完成了归并排序。

public static int[] sort(int[] nums, int low, int high) {  
        int mid = (low + high) / 2;  
        if (low < high) {  
            // 左边  
            sort(nums, low, mid);  
            // 右边  
            sort(nums, mid + 1, high);  
            // 左右归并  
            merge(nums, low, mid, high);  
        }  
        return nums;  
    }

完整代码：

package algorithm;import java.util.Arrays;public class MergeSort {	  public static int[] sort(int[] nums, int low, int high) {  
	        int mid = (low + high) / 2;  
	        if (low < high) {  
	              
	            sort(nums, low, mid);  
	             
	            sort(nums, mid + 1, high);  
	             
	            merge(nums, low, mid, high);  
	        }  
	        return nums;  
	    }  
	  
	    public static void merge(int[] nums, int low, int mid, int high) {  
	        int[] temp = new int[high - low + 1];  
	        int i = low;	        int j = mid + 1;  
	        int k = 0;  
	  
	        while (i <= mid && j <= high) {  
	            if (nums[i] < nums[j]) {  
	                temp[k++] = nums[i++];  
	            } else {  
	                temp[k++] = nums[j++];  
	            }  
	        }  
	  
	      
	        while (i <= mid) {  
	            temp[k++] = nums[i++];  
	        }  
	  
	      
	        while (j <= high) {  
	            temp[k++] = nums[j++];  
	        }  
	  
	        
	        for (int k2 = 0; k2 < temp.length; k2++) {  
	            nums[k2 + low] = temp[k2];  
	        }  
	    }  
	public static void main(String[] args) {		  int[] nums = { 29, 78, 800, 3, 551, 6, 97, 0, 5, 4 };  
		  
	        MergeSort.sort(nums, 0, nums.length-1);  
	        System.out.println(Arrays.toString(nums));  
	}

}

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