Java实现归并排序

一、常用排序算法总结和对比

1.常见排序算法的总结对比及相关术语解释：

二、归并排序的基本介绍和排序思想：

1.基本介绍：归并排序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(分治法将问题分成一些小的问题然后递归求解，而治的阶段则将分的阶段得到的答案“修补”在一起，即分而治之)。

2.归并排序的排序思想示意图：

三、代码实现：

import java.util.Arrays;
public class MergeSort {
    public static void main(String[] args) {
    
        int arr[]={8,4,5,7,1,3,6,2};
        int[] temp=new int[arr.length];//归并排序需要额外空间
        mergeSort(arr,0,arr.length-1,temp);
        System.out.println("排序后的数组:"+Arrays.toString(arr));

    }

    //分解+合并的方法
    public static void mergeSort(int[] arr,int left,int right,int[] temp){
        if (left<right){
            int mid=(left+right)/2;//中间索引
            //向左递归分解
            mergeSort(arr,left,mid,temp);
            //向右递归分解
            mergeSort(arr,mid+1,right,temp);
            //到合并
            merge(arr,left,mid,right,temp);
        }

    }


    //合并的方法
    /*
    * arr：排序的原始数组
    * left：左边有序序列的初始索引
    * mid：中间索引
    * right：右边索引
    * temp：作中转数组
    * */
    public static void merge(int[] arr,int left,int mid,int right,int[] temp){

        int i=left;//初始化i，左边有序序列的的初始索引
        int j=mid+1;//初始化j，右边有序序列的初始索引
        int t=0;//中转数组temp的当前索引

        //1.
        //先把左右两边(有序)的数据,按照规则填充到temp数组中，
        //直到左右两边的有序序列有一方处理完毕为止
        while(i <= mid && j <= right){
            //如果左边的有序序列的当前元素，小于等于右边有序序列的当前元素
            //即就把左边的当前元素拷贝到temp中的t的位置上，然后将t后移，i也要往后移
            if (arr[i]<=arr[j]){
                temp[t]=arr[i];
                t+=1;
                i+=1;
            }else {//反之，将右边有序序列的当前元素填充到temp数组中
                temp[t]=arr[j];
                t+=1;
                j+=1;
            }
        }

        //2.
        //把有剩余数据的一边的数据依次填充到temp数组中
        while(i<=mid){//左边的有序序列还有剩余元素，就全部填充到temp数组中
            temp[t]=arr[i];
            t+=1;
            i+=1;
        }
        while (j<=right){//右边有序序列还有剩余元素，就全部填充到temp数组中
            temp[t]=arr[j];
            t+=1;
            j+=1;
        }

        //3.
        //将temp数据的元素拷贝到arr中
        //注意并不是每次都拷贝所有的
        t=0;
        int tempLeft=left;
        //第一次合并的时候tempLeft=0，right=1 //tempLeft=2，right=3 //tempLeft=0，right=3
        //最后一次tempLeft=0，right=7
        //System.out.println("tempLeft="+tempLeft+"  right="+right);
        while (tempLeft<=right){
            arr[tempLeft]=temp[t];
            t+=1;
            tempLeft+=1;
        }

    }
}

四、代码测试：