合并排序(MergeSort)

本文介绍了一种经典的排序算法——合并排序。通过递归地将数组分成更小的部分,并将它们合并回已排序的形式来实现排序过程。文章还提供了一个完整的Java实现示例,包括生成随机数数组和排序后的输出。

public class MergeSortDemo {
    public static void mergeSort(int[] data) {
        if (null == data || data.length == 0) {
            return;
        }
        mergeSort(data, 0, data.length - 1);
    }

    private static void mergeSort(int[] data, int start, int end) {
        if (start >= end)
            return;
        int middle = (start + end) >> 1;
        mergeSort(data, start, middle);
        mergeSort(data, middle + 1, end);
        mergeData(data, start, middle, end);
    }

    private static void mergeData(int[] data, int start,
            int middle, int end) {
        int length = end - start + 1;
        int[] tempData = new int [length];
        int left = start;
        int right = middle + 1;
        int all = 0;

        while (right <= end) {
            while (left <= middle && data[left] <= data[right]) {
                tempData[all++]=data[left++];
            }
            if (left > middle) break;
            while (right <= end && data[left] > data[right]) {
                tempData[all++] = data[right++];
            }
        }
        if (left <= middle) {
            System.arraycopy(data, left, tempData, all, middle - left + 1);
        }
        if (right <= end) {
            System.arraycopy(data, right, tempData, all, end - right + 1);
        }
        System.arraycopy(tempData, 0, data, start, tempData.length);
    }

    public static int[] genNumCollection(int length) {
        if(length <1) return null ;
        int[] data = new int[length];
        Random r = new Random();
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            data[i]= r.nextInt(100);
        }
        return data;
    }

    public static void main(String[] args) {

        int[] data = genNumCollection(10);
        mergeSort(data);
        for (int i = 0; i < data.length; i++) {
            System.out.print(data[i]+"  ");
        }
    }

}

合并排序(MergeSort)的原理是对一个长度为 N 的元素序列 , 将其看成是 N 个独立的有序的序列,每次对长度为 d 的 “ 有序” 序列进行合并,直到 d == N ;








#include <stdio.h> // 函数声明 void mergeSort(int arr[], int left, int right); // 合并排序函数声明 void merge(int arr[], int left, int mid, int right); // 合并函数声明 // 主函数 int main() { int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6, 7}; // 定义待排序数组 int arr_size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 计算数组元素个数 printf("原始数组: \n"); // 输出提示信息 for (int i = 0; i < arr_size; i++) // 遍历数组并输出每个元素 printf("%d ", arr[i]); printf("\n"); // 调用合并排序函数对数组进行排序 mergeSort(arr, 0, arr_size - 1); printf("排序后的数组: \n"); // 输出提示信息 for (int i = 0; i < arr_size; i++) // 遍历排序后的数组并输出每个元素 printf("%d ", arr[i]); printf("\n"); return 0; } // 合并排序主函数 void mergeSort(int arr[], int left, int right) { if (left < right) { // 如果左索引小于右索引,则继续分割 // 找到中间点 int mid = left + (right - left) / 2; // 递归地对左右两部分进行排序 mergeSort(arr, left, mid); // 对左侧子数组进行合并排序 mergeSort(arr, mid + 1, right); // 对右侧子数组进行合并排序 // 合并两个已排序的子数组 merge(arr, left, mid, right); } } // 合并两个子数组的函数 void merge(int arr[], int left, int mid, int right) { int i, j, k; int n1 = mid - left + 1; // 左侧子数组的大小 int n2 = right - mid; // 右侧子数组的大小 // 创建临时数组 int L[n1], R[n2]; // 复制数据到临时数组 L[] 和 R[] for (i = 0; i < n1; i++) // 复制左侧子数组的数据 L[i] = arr[left + i]; for (j = 0; j < n2; j++) // 复制右侧子数组的数据 R[j] = arr[mid + 1 + j]; // 初始化索引 i = 0; // 第一个子数组的初始索引 j = 0; // 第二个子数组的初始索引 k = left; // 合并子数组的初始索引 // 合并临时数组回原数组 arr[l..r] while (i < n1 && j < n2) { // 当两个子数组都有剩余元素时 if (L[i] <= R[j]) { // 如果左侧子数组的当前元素小于或等于右侧子数组的当前元素 arr[k] = L[i]; // 将左侧子数组的当前元素放入原数组 i++; // 移动左侧子数组的索引 } else { arr[k] = R[j]; // 将右侧子数组的当前元素放入原数组 j++; // 移动右侧子数组的索引 } k++; // 移动合并子数组的索引 } // 复制左侧子数组中剩余的元素(如果有) while (i < n1) { arr[k] = L[i]; i++; k++; } // 复制右侧子数组中剩余的元素(如果有) while (j < n2) { arr[k] = R[j]; j++; k++; } }代码流程图
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