19 -- 排序算法之归并排序

 

 

 

 

 

 从合并的示意图中可以看到，其实现思路与“合并两个有序的单链表，使之合并完后依然有序”类似。

 

import java.util.Arrays;

public class MergeSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {8,4,5,7,1,3,6,2};
        int[] tmp = new int[arr.length]; //中转数组
        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, tmp);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    
    //分 + 合
    public static void mergeSort(int[] arr,int left,int right,int[] tmp) {
        if (left < right) {
            int mid = (left + right) / 2;
            //向左递归进行分解
            mergeSort(arr, left, mid, tmp);
            //向右递归进行分解
            mergeSort(arr, mid+1, right, tmp);
            System.out.println(left + "   " + right);
            //合并
            merge(arr, left, right,mid, tmp);
        }
    }

    //合并
    /**
     * 
     * @param arr 待排序的数组
     * @param left 左边有序数列的初始索引
     * @param right 右边有序数列的初始索引
     * @param mid 中间索引
     * @param tmp 做中转的数组
     */
    public static void merge(int[] arr,int left,int right,int mid,int[] tmp) {
        int i = left; //左边序列的第一个数的索引
        int j = mid + 1; //右边序列的第一个数的索引
        int t = 0; //放置tmp数组的索引位置
        
        //1、先把左右两边有序的数据按照规则填充到tmp数组，直到有一边的数据填充完毕
        while(i <= mid && j <= right) {
            if (arr[i] <= arr[j]) {  //左边有序序列当前元素小于或者等于左边有序序列的当前元素
                tmp[t] = arr[i]; //把左边当前元素填充到中转数组中
                i++; //左边有序序列继续向后遍历
                t++; //中转数组当前指向的位置后移，为下一个将要填充的数腾出位置
            }else {
                tmp[t] = arr[j];
                j++;
                t++;
            }
        }
        //2、把有剩余数据一边的数据依次填充到tmp数组中
        while(i <= mid) { //说明左边有序序列还有剩余
            tmp[t] = arr[i];
            i++;
            t++;
        }
        
        while(j <= right) { //说明右边有序序列还有剩余
            tmp[t] = arr[j];
            j++;
            t++;
        }
        //3、将tmp数组中的元素拷贝到arr数组中
        //注：并非每次拷贝都是拷贝所有数据
        t = 0;
        int tmpLeft = left;
        //第一次合并tmpLeft = 0 , right = 1 
        //第二次合并tmpLeft = 2 , right = 3 
        //第三次合并tmpLeft = 0 , right = 3
        // ... ...
        //最后一次(第七次)合并：tmpLeft = 0; right = 7
        System.out.println("tmpLeft = " +  tmpLeft + "   right = " +  right);
        while(tmpLeft <= right) {
            arr[tmpLeft] = tmp[t];
            tmpLeft++;
            t++;
        }
    }
    
}