Java常用排序算法之合并排序

合并排序（merge sort）: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的一个非常典型的应用。合并排序法是将两个（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。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。合并排序也叫归并排序。
在网上看了好多有关合并排序的博客和代码，博客大多讲的不是很容易理解，代码很多都是有问题的，也发现一篇讲的很好的，也比较容易理解。
参考链接：http://www.cnblogs.com/yangecnu/p/Introduce-Merge-Sort.html
偷懒直接用了合并排序百度百科里面的代码。亲测为真
具体过程：
1.利用递归，不断二分将原始数组分成n个长度为1的子表，每个子表只有一个数据，认为其是有序的。
2.将这n个有序子表两两合并，这里将相邻的子表两两合并，合并后分别排序。
3.将上面得到的长度为2的有序表进行两两合并，并排序。
4.将上面得到的长度为4的有序表进行两两合并，并排序。
。。。
可以用下图演示

原理就是先分后合，下面这个动图非常清晰的演示了整个过程

代码实现：

import java.util.Arrays;

public class MergeSort {
    static final int SIZE = 15;//将数组长度定义为常量
    public static void mergeSort(int[] array) {
        int length = array.length;//获取数组长度
        int middle = length / 2;//取数组中间下标值
        if (length > 1) {//循环递归直到数组分割最小化
            // 拷贝数组array的左、右半部分
            int[] left = Arrays.copyOfRange(array, 0, middle);
            int[] right = Arrays.copyOfRange(array, middle, length);
            mergeSort(left);// 递归array的左半部分
            mergeSort(right);// 递归array的右半部分
            merge(array, left, right);// 数组左半部分、右半部分合并排序至数组Array
        }
    }
    // 合并数组，定义左、右半数组和最后合并后数组
    private static void merge(int[] result, int[] left, int[] right) {

        int i = 0, l = 0, r = 0;

        while (l < left.length && r < right.length) {

            if (left[l] < right[r]) {
                result[i] = left[l];
                i++;
                l++;
            } else {
                result[i] = right[r];
                i++;
                r++;
            }
        }
        // 如果右边剩下则将右边剩下的部分合并至数组result
        while (r < right.length) {
            result[i] = right[r];
            r++;
            i++;
        }
        // 如果左边剩下则将左边剩下的部分合并至数组result
        while (l < left.length) {
            result[i] = left[l];
            l++;
            i++;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = new int[SIZE];//随机产生一个数组
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) (Math.random() * 100);
        }
        System.out.println("排序前的数组：");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        mergeSort(arr);
        System.out.println("合并排序后的数组：");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}

输出：

排序前的数组：
11 53 10 34 0 26 93 1 75 53 26 14 56 39 72 
合并排序后的数组：
0 1 10 11 14 26 26 34 39 53 53 56 72 75 93