归并排序(Merge Sort)-- 高级排序算法

1 归并排序(Merge Sort)

归并排序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(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。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。

算法描述

  • 把长度为n的输入序列分成两个长度为n/2的子序列;
  • 对这两个子序列分别采用归并排序;
  • 将两个排序好的子序列合并成一个最终的排序序列。

动图演示
归并排序(Merge Sort)-- 高级排序算法_第1张图片
代码实现

class Solution:
    def sortArray(self, nums: List[int]) -> List[int]:
        self.mergerSort(nums, 0, len(nums)-1)
        return nums

    def mergerSort(self, nums, left, right):
        if right <= left: return
        mid = (right+left)//2
        self.mergerSort(nums, left, mid)
        self.mergerSort(nums, mid+1, right)
        self.merge(nums, left, mid, right)

    def merge(self, nums, left, mid, right):
        res = []
        i, j = left, mid+1
        while i <= mid and j <= right:
            if nums[i] <= nums[j]:
                res.append(nums[i])
                i += 1
            else:
                res.append(nums[j])
                j += 1
        while i <= mid:
            res.append(nums[i])
            i += 1
        while j <= right:
            res.append(nums[j])
            j += 1
        #不能写nums = res #注意数组传递! 变量作用域
        for i in range(len(res)):
            nums[left + i] = res[i]

算法特性

  • 时间复杂度(最好): O ( n l o g n ) O(nlogn) O(nlogn)
  • 时间复杂度(最坏): O ( n l o g n ) O(nlogn) O(nlogn)
  • 时间复杂度(平均): O ( n l o g n ) O(nlogn) O(nlogn)
  • 空间复杂度: O ( n ) O(n) O(n)
  • 稳定性:稳定

参考资料

十大经典排序算法(动图演示)

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