java之归并排序

归并排序（MERGE-SORT）是利用归并的思想实现的排序方法，该算法采用经典的分治（divide-and-conquer）策略（分治法将问题分(divide)成一些小的问题然后递归求解，而治(conquer)的阶段则将分的阶段得到的各答案"修补"在一起，即分而治之)。

归并排序是一种外部排序,主要用来解决内存限制,数据无法一次放入内存,而这时需要用来归并排序来进行数据的排序处理。

相比较来说,JDK库里大部分都优先采用快速排序。因为快排的空间复杂度更好。

测试程序：

public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[20];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int)(Math.random()*100);
        }

        mergeSort(arr, 0, arr.length-1);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    /**
     * 实现归并排序
     * @param arr
     * @param i
     * @param j
     */
    private static void mergeSort(int[] arr, int i, int j) {
        if(i < j)
        {
            int mid = (i+j)/2;
            /**
             * 以下的操作，先进行数组划分，直到划分为单个元素以后，逐级向上回溯
             * 的时候，进行合并操作
             */
            mergeSort(arr, i, mid);
            mergeSort(arr, mid+1, j);
            merge(arr, i, j); // 合并两个有序的序列
        }
    }

    /**
     * 合并两个有序的序列
     * @param arr
     * @param low
     * @param high
     */
    private static void merge(int[] arr, int low, int high) {
        int[] tmp = new int[high-low+1];
        int mid = (low+high)/2;  // i-mid mid+1-j
        int i=low; // [i, mid]
        int j=mid+1; // [mid+1, high]
        int idx=0;

        // 3 12        5 8
        while(i <= mid && j <= high){
            if(arr[i] > arr[j]){
                tmp[idx++] = arr[j++];
            } else {
                tmp[idx++] = arr[i++];
            }
        }

        while(i <= mid){  //
            tmp[idx++] = arr[i++];
        }

        while(j <= high){
            tmp[idx++] = arr[j++];
        }

        // 把tmp里面合并的有序段再写回arr的[low,high]
        for(int k=low; k<=high; ++k){
            arr[k] = tmp[k-low];
        }
    }
}

运行结果：

[2, 8, 8, 10, 21, 25, 26, 29, 32, 41, 43, 50, 50, 64, 72, 73, 81, 85, 93, 97]