归并排序(Merge Sort)是一种高效且稳定的排序算法,其优雅的分治策略使它成为排序领域的一颗明珠。它的核心思想是将一个未排序的数组分割成两个子数组,然后递归地对子数组进行排序,最后将这些排好序的子数组合并起来。
归并排序是一种分治策略的排序算法,它的核心思想是将数组分成两个子数组,递归地对子数组进行排序,然后将排序好的子数组合并起来,最终得到有序的数组。归并排序的关键步骤包括:
图片
mergesort.png
归并排序在性能方面有以下特点:
以下是使用 Java 实现归并排序的示例代码:
public class Test { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{7,5,2,3,6,4}; System.out.println("原始数组:"+ Arrays.toString(arr)); mergeSort(arr); System.out.println("排序后的数组:"+ Arrays.toString(arr)); } // 归并排序的入口方法 public static void mergeSort(int[] arr) { // 针对特殊情况,数组为空或只有一个元素时,无需排序 if(arr == null || arr.length <= 1 ){ return; } // 创建一个临时数组用于归并操作 int[] temp = new int[arr.length]; // 调用实际的排序方法,传入数组、左边界、右边界和临时数组 sort(arr, 0, arr.length - 1, temp); } // 归并排序的核心排序方法(递归调用的方法) public static void sort(int[] arr,int left,int right,int[] temp) { //递归终止的条件 if(left < right){ //计算中间位置分割的下标 int mid = (right + left) / 2; // 递归对左半部分进行排序 sort(arr, left, mid, temp); // 递归对右半部分进行排序 sort(arr, mid+1, right, temp); //合并 merge(arr,left,mid,right,temp); } } // 归并排序的核心归并方法 public static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) { int i = left; int j = mid + 1; int k = left; // 比较左右两部分的元素,并将较小的元素放入临时数组 while (i <= mid && j <= right) { if (arr[i] <= arr[j]) { temp[k++] = arr[i++]; } else { temp[k++] = arr[j++]; } } //如果右边元素先放完,则将左边剩余的元素逐个放入临时数组中 while (i <= mid) { temp[k++] = arr[i++]; } //如果左边元素先放完,则将右边剩余的元素逐个放入临时数组中 while (j <= right) { temp[k++] = arr[j++]; } // 将临时数组的结果复制回原数组 for (int l = left; l <= right; l++) { arr[l] = temp[l]; } }}
输出结果:
原始数组:[7, 5, 2, 3, 6, 4]排序后的数组:[2, 3, 4, 5, 6, 7]
这段代码演示了如何使用 Java 实现归并排序算法。它通过递归将数组分割为子数组,然后合并这些子数组,最终得到排序完成的数组。
总之,归并排序是一种高效、稳定的排序算法,适用于各种规模和类型的数据。虽然它的空间复杂度较高,但在实际应用中,它的性能通常非常出色。这使得它成为排序算法家族中的重要一员。
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