归并排序

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int[] data = new int[] { 21, 37, 12, 56, 11, 78, 65, 96 };
            data = Sort(data);
            foreach (int a in data)
            {
                Console.WriteLine(a.ToString());
            }
        }
        /// <summary>
        /// 归并排序之归：归并排序入口 
        /// Updated by Lihua at 05/06/2009
        /// </summary>
        /// <param name="data">无序数组</param>
        /// <returns>有序数组</returns>
        /// <author>lihua</author>
        /// <copyright>www.zivsoft.com</copyright>
        static int[] Sort(int[] data)
        {
            //若data为null，或只剩下1 or 0个元素，返回，不排序
            if (null == data || data.Length <= 1)
            {
                return data;
            }

            //取数组中间下标
            //int middle = data.Length / 2; //方法一：除2取整数
            int middle = data.Length >> 1;  //方法二：位移 (感谢读者hyper给出的这个效率稍高的方法)

            //初始化临时数组let,right，并定义result作为最终有序数组，若数组元素奇数个，将把多余的那元素空间预留在right临时数组
            int[] left = new int[middle], right = new int[data.Length - middle], result = new int[data.Length];

            //下面这句对性能有些影响，所以在上面有了改进，直接用data.Length-middle初始化right数组
            //if (data.Length % 2 != 0) right = new int[middle + 1]; 

            //int i = 0, j = 0;
            //foreach (int x in data)//开始排序
            //{
            //    if (i < middle)//填充左数组
            //    {
            //        left[i] = x;
            //        i++;
            //    }
            //    else//填充右数组
            //    {
            //        right[j] = x;
            //        j++;
            //    }
            //}

            //上面的foreach被改成了for循环
            //for (int i = 0; i < data.Length; i++)
            //{
            //    if (i < middle)//用middle，不用left.Length
            //    {
            //        left[i] = data[i];
            //    }
            //    else
            //    {
            //        right[i - middle] = data[i]; //此处i-middle，让我省掉定义一个j，性能有所提高
            //    }
            //}

            //经调查,用Array.Copy的确比上面的for循环优化很多
            Array.Copy(data, 0, left, 0, middle);//拷贝左数组
            Array.Copy(data, left.Length, right, 0, right.Length); //拷贝右数组
            
            left = Sort(left);//递归左数组
            right = Sort(right);//递归右数组
            result = Merge(left, right);//开始排序
            //this.Write(result);//输出排序,测试用(lihua debug)
            return result;
        }
        /// <summary>
        /// 归并排序之并:排序在这一步
        /// </summary>
        /// <param name="a">左数组</param>
        /// <param name="b">右数组</param>
        /// <returns>合并左右数组排序后返回</returns>
        static int[] Merge(int[] a, int[] b)
        {
            //定义结果数组，用来存储最终结果
            int[] result = new int[a.Length + b.Length];
            int i = 0, j = 0, k = 0;
            while (i < a.Length && j < b.Length)
            {
                if (a[i] < b[j])//左数组中元素小于右数组中元素
                {
                    result[k++] = a[i++];//将小的那个放到结果数组
                }
                else//左数组中元素大于右数组中元素
                {
                    result[k++] = b[j++];//将小的那个放到结果数组
                }
            }
            while (i < a.Length)//这里其实是还有左元素，但没有右元素
            {
                result[k++] = a[i++];
            }
            while (j < b.Length)//右右元素，无左元素
            {
                result[k++] = b[j++];
            }
            return result;//返回结果数组
        }

    }