归并排序

1.基本介绍

归并排序(merge sort)是利用归并排序的思想实现的排序方法，该算法采用今典的分治策略。分治法将问题分成一些小的问题然后递归求解，而治的阶段将分的阶段得到的各答案和在一起，即分而治之。

2.示意图

3.代码演示

@Test
public void testSort(){
    //我们来测一下各种排序速度
    int[] array = new int[100000];
    for (int i = 0; i < array.length; i++) {
        array[i] = (int) (Math.random()*100000);
    }
    long start = System.currentTimeMillis();
    //bubbleSorting(array);//冒泡排序排序100000个数总耗时17984毫秒
    //selectSorting(array);//选择排序排序100000个数总耗时3203毫秒
    //insertSorting(array);//直接插入排序100000个数总耗时1109毫秒
    //shellSortByExchange(array);//希尔的交换排序100000个数总耗时7829毫秒
    //shellSortByMove(array);//希尔的移动排序100000个数总耗时16毫秒
    //quickSort(array,0,array.length-1);//快速排序的移动排序100000个数总耗时31毫秒
    mergeSort(array,0,array.length-1,new int[array.length]);//归并排序的移动排序100000个数总耗时16毫秒
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("总共耗时:"+(end-start));
}

/**
 * 归并排序
 * @param array 要排序的数组
 * @param left 数组的左下标
 * @param right 数组的右下标
 * @param temp 临时数组
 */
public void mergeSort(int[] array, int left, int right, int[] temp) {
    if (left < right) {
        int middleIndex = (left+right)/2;
        //向左递归
        mergeSort(array,left,middleIndex,temp);
        //向右递归
        mergeSort(array,middleIndex+1,right,temp);
        //之上是分的结束，下面是和的开始
        merge(array,left,middleIndex,right,temp);
    }
}

/**
 * 合并方法
 * @param array 要排序的数组
 * @param left 数组的左下标
 * @param middleIndex 中间索引
 * @param right 数组的右下标
 * @param temp 临时数组
 */
public void merge(int[] array, int left, int middleIndex, int right, int[] temp) {
    //左边有序数组的初始指针
    int l = left;
    //右边有序数组的初始指针
    int r = middleIndex+1;
    //指向temp数组当前位置的指针
    int i = 0;
    /*
     * 先把左右两边的有序数组中的元素按规则填充到临时数组中
     * 知道有一遍的数组已经填充完毕
     */
    while (l <= middleIndex && r <= right) {
        if (array[l] <= array[r]) {
            //赋值
            temp[i] = array[l];
            //指针移动
            l++;
            i++;
            continue;
        }
        temp[i] = array[r];
        r++;
        i++;
    }
    //把一遍有剩余数据全部填充到temp
    while (l <= middleIndex) {
        temp[i] = array[l];
        l++;
        i++;
    }
    while (r <= right) {
        temp[i] = array[r];
        r++;
        i++;
    }
    //最后，把temp里面排好序的元素复制到原数组中
    //第一合并left=0,第二次合并left=2
    for (int j = 0; j < i; j++,left++) {
        array[left] = temp[j];
    }
}