归并排序(MERGE-SORT)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(divide)成一些小的问题然后递归求解,而治(conquer)的阶段则将分的阶段得到的各答案"修补"在一起,即分而治之)。
再来看看治阶段,我们需要将两个已经有序的子序列合并成一个有序序列,比如上图中的最后一次合并,要将
[4,5,7,8]和[1,2,3,6]两个已经有序的子序列,合并为最终序列[1,2,3,4,5,6,7,8],来看下实现步骤:
//分+合方法
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);
merge(arr, left, mid, right, temp);
}
}
/***
*
* @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 做中转的数组
*/
public static void merge(int[] arr,int left,int mid,int right,int[] temp){
//System.out.println("XXXXXXX");
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(有序)的数组按照规则填充到temp数组
//直到左右两边的有序序列有一边处理完毕为止
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 将左边的当前元素填充到temp数组
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)
//把有剩余的数据的一遍的数据依次全部填充到temp
while(i <= mid){//左边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;
}
// 把有剩余的数据的一遍的数据依次全部填充到temp
while (j <= right) {// 右边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数组的元素拷贝到arr
//注意:并不是每次都要拷贝所有
t = 0;
int tempLeft = left;
//第一次合并 tempLeft = 0; right = 1;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;
}
}
随机生成80000个整数进行排序测试
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
//int[] arr = {8,4,5,7,1,3,6,2};
int[] arr = new int[8000000];
for(int i = 0 ; i < 8000000; i++){
arr[i] = (int)(Math.random() * 8000000);//生成一个[0,800000]之间的数
}
Date date1 = new Date();
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String date1Str = simpleDateFormat.format(date1);
System.out.println("排序前的时间是:"+date1Str);
int[] temp = new int[arr.length];
mergeSort(arr,0,arr.length - 1,temp);
//System.out.println("合并后的数组为:"+Arrays.toString(arr));
Date date2 = new Date();
String date2Str = simpleDateFormat.format(date2);
System.out.println("排序后的时间是:"+date2Str);
}
将数组 {53, 3, 542, 748, 14, 214} 使用基数排序, 进行升序排序
//基数排序方法
public static void radixSort(int[] arr){
// 根据前面的推导过程,我们可以得到最终的基数排序的代码
int max = arr[0];
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
if (arr[i] > max) {
max = arr[i];
}
}
// 得到最大数是几位数
int maxLength = (max + "").length();
for (int i = 0, n = 1; i < maxLength; i++, n *= 10) {
int[][] bucket = new int[10][arr.length];
// 为了记录每个桶中,实际存放了多少个数据,定义一个一维数组来记录各个桶的每次放入的数据个数
int[] bucketElementCounts = new int[10];
for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
// 取出每个元素的各位的值
int digitOfElement = arr[j] / n % 10;
// 放入到对应的桶中
bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
bucketElementCounts[digitOfElement]++;
}
// 按照桶的顺序依次取出数据放入原来的数组中
int index = 0;
// 遍历每一个桶,并将桶中数据放入原来的数组中
for (int k = 0; k < bucketElementCounts.length; k++) {
if (bucketElementCounts[k] != 0) {
// 循环该桶即第K个桶
for (int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
arr[index++] = bucket[k][l];
}
}
// 需要将每个bucketElementCounts[k] = 0
bucketElementCounts[k] = 0;
}
//System.out.println("第" + (i + 1) + "轮处理后数组为:" + Arrays.toString(arr));
}
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
//int[] arr = {53, 3, 542, 748, 14, 214};
int[] arr = new int[80000];
for(int i = 0 ; i < 80000; i++){
arr[i] = (int)(Math.random() * 80000);//生成一个[0,80000]之间的数
}
Date date1 = new Date();
SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String date1Str = simpleDateFormat.format(date1);
System.out.println("排序前的时间是:"+date1Str);
radixSort(arr);
Date date2 = new Date();
String date2Str = simpleDateFormat.format(date2);
System.out.println("排序后的时间是:"+date2Str);
}