Java排序算法总结（五）：归并排序

时间：2020-12-13 11:07:33


Java排序算法总结（五）：归并排序


       归并操作(merge)，也叫归并算法，指的是将两个已经排序的序列合并成一个序列的操作。和快速排序类似，让我们一起来看，归并在Java中的实现。

       归并排序（Merge）是将两个（或两个以上）有序表合并成一个新的有序表，即把待排序序列分为若干个子序列，每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。


       归并排序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（Divide 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2-路归并。

归并排序算法稳定，数组需要O(n)的额外空间，链表需要O(log(n))的额外空间，时间复杂度为O(nlog(n))，算法不是自适应的，不需要对数据的随机读取。


工作原理：

1、申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列

2、设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置

3、比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置

4、重复步骤3直到某一指针达到序列尾

5、将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾


代码实现：

////////////////
    public void mergeSort(){    
        long[] workSpace = new long[nElems];    
        recMergeSort(workSpace,0,nElems-1);    
        }    
        private void recMergeSort(long[] workSpace, int lowerBound, int upperBound){    
        if(lowerBound == upperBound){    
        return;    
        }    
        else{    
        int mid=(lowerBound+upperBound)/2;    
        recMergeSort(workSpace, lowerBound, mid);    
        recMergeSort(workSpace, mid+1, upperBound);    
        merge(workSpace, lowerBound, mid+1, upperBound);    
        }    
        }    
        private void merge(long[] workSpace, int lowPtr, int highPtr, int upperBound){    
        int j = 0;    
        int lowerBound = lowPtr;    
        int mid = highPtr - 1;    
        int n = upperBound-lowerBound+1;    
        while(lowPtr<=mid&&highPtr<=upperBound){    
        if(theArray[lowPtr]<theArray[highPtr]){    
        workSpace[j++]=theArray[lowPtr++];    
        }    
        else{    
        workSpace[j++]=theArray[highPtr++];    
        }    
        }    
        while(lowPtr<=mid){    
        workSpace[j++] = theArray[lowPtr++];    
        }    
        while(highPtr<=upperBound){    
        workSpace[j++] = theArray[highPtr++];    
        }    
        for(j=0;j<n;j++){    
        theArray[lowerBound+j]=workSpace[j];    
        }    
        }  

}


        归并排序是比较稳定的排序.即相等的元素的顺序不会改变.如输入记录 1(1) 3(2) 2(3) 2(4) 5(5) (括号中是记录的关键字)时输出的 1(1) 2(3) 2(4) 3(2) 5(5) 中的2 和 2 是按输入的顺序.这对要排序数据包含多个信息而要按其中的某一个信息排序,要求其它信息尽量按输入的顺序排列时很重要.这也是它比快速排序优势的地方.


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