Java之归并排序

归并排序的复杂度是 n-1
①合并方法代码如下:

/**
     * @param arr   排序的原始数组
     * @param left  左边有序序列的初始索引
     * @param mid   中间索引
     * @param right 右边索引
     * @param temp  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; //指向temp 数组的当前索引

        //(一)
        //先把左右两边(已经有序)的数据安装规则填充到temp 数组
        //指导左边两边的有序序列，有一边处理完毕为止
        while (i <= mid && j <= right) {//继续
            //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
            //即将左边的当前元素，填充到temp数组
            //然后 t++,i++
            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
                temp[t] = arr[j];
                t += 1;
                j += 1;
            }
        }
        //(二)
        //把有剩余数据的一边的数据依次全部填充到 temp
        while (i <= mid) {//左边的有序序列还有剩余的元素，就全部填充到temp
            temp[t] = arr[i];
            t += 1;
            i += 1;
        }
        while (j <= right) {//左边的有序序列还有剩余的元素，就全部填充到temp
            temp[t] = arr[j];
            t += 1;
            j += 1;
        }
        //(三)
        //将temp数组元素拷贝到arr
        //注意，并不是每次都拷贝所有
        t = 0;
        int tempLeft = left;
        //第一次合并 tempLeft = 0,right = 1 //第二次 tempLeft = 2,right = 3; 第三次 tempLeft = 0 right =3
        //最后一次 tempLeft = 0 right =7
        while (tempLeft <= right) {
            arr[tempLeft] = temp[t];
            t += 1;
            tempLeft += 1;
        }

    }

②分+合方法代码:

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

③main方法及8w随机数运行时间测试:

public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[80000];
        int[] temp = new int[arr.length];//归并排序需要一个额外空
        for (int i = 0; i < 80000; i++) {
            arr[i] = (int) (Math.random() * 80000);//生成一个[0,8000000) 随机数
        }
        Date date = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");

        String dateStr = simpleDateFormat.format(date);
        System.out.println("排序前的时间是=" + dateStr);

        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);
        Date date1 = new Date();
        String dateStr1 = simpleDateFormat.format(date1);
        System.out.println("排序后的时间是=" + dateStr1);
    }