归并排序

归并排序Merge sort

原理,把原始数组分成若干子数组,对每一个子数组进行排序,

继续把子数组与子数组合并,合并后仍然有序,直到全部合并完,形成有序的数组

举例

无序数组[6 2 4 1 5 9]

先看一下每个步骤下的状态,完了再看合并细节

第一步 [6 2 4 1 5 9]原始状态

第二步 [2 6] [1 4] [5 9]两两合并排序,排序细节后边介绍

第三步 [1 2 4 6] [5 9]继续两组两组合并

第四步 [1 2 4 5 6 9]合并完毕,排序完毕

输出结果[1 2 4 5 6 9]

合并细节

详细介绍第二步到第三步的过程,其余类似

第二步:[2 6] [1 4] [5 9]

两两合并,其实仅合并[2 6] [1 4],所以[5 9]不管它,

原始状态

第一个数组[2 6]

第二个数组[1 4]

--------------------

第三个数组[...]

 

第1步,顺序从第一,第二个数组里取出一个数字:2和1

比较大小后将小的放入第三个数组,此时变成下边这样

第一个数组[2 6]

第二个数组[4]

--------------------

第三个数组[1]

 

第2步,继续刚才的步骤,顺序从第一,第二个数组里取数据,2和4,

同样的比较大小后将小的放入第三个数组,此时状态如下

第一个数组[6]

第二个数组[4]

--------------------

第三个数组[1 2]

 

第3步,再重复前边的步骤变成,将较小的4放入第三个数组后变成如下状态

第一个数组[6]

第二个数组[...]

--------------------

第三个数组[1 2 4]

 

第4步,最后将6放入,排序完毕

第一个数组[...]

第二个数组[...]

--------------------

第三个数组[1 2 4 6]

 

[ 1 2 4 6 ]与[ 5 9 ]的合并过程与上边一样,不再分解

 

 

 

 

 

 

 

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

/**
 * 归并排序
 * 
 * @author sunlzx
 * 
 */
public class MergeSort {
	public static void main(String[] args) {
		// 随即生成待排序的数据
		int size = 11;
		Integer[] nums = new Integer[size];

		Integer[] nums2 = new Integer[size];
		Random random = new Random();
		for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
			nums[i] = random.nextInt(1000);
		}

		System.out.println("before:" + Arrays.toString(nums));
		// 归并排序
		mergeSort(nums, nums2);
		System.out.println("after :" + Arrays.toString(nums));

	}

	public static void mergeSort(Integer[] nums, Integer[] nums2) {
		int size = 2;
		while (size < nums.length * 2) {
			mergeSort(nums, nums2, size);
			size *= 2;

			Object obj = nums;
			nums = nums2;
			nums2 = (Integer[]) obj;
		}

	}

	/**
	 * 
	 * @param nums
	 * @param nums2
	 * @param size
	 */
	public static void mergeSort(Integer[] nums, Integer[] nums2, int size) {
		System.out.println("size:" + size);

		int len = nums.length;
		if (size >= len * 2) {
			return;
		}

		int start = 0;
		while (start < len) {
			merge(nums, start, size / 2, nums2);
			start += size;
		}

	}

	/**
	 * 
	 * @param nums
	 * @param start
	 * @param size
	 * @param nums2
	 */
	public static void merge(Integer[] nums, int start, int size,
			Integer[] nums2) {
		int lstart = start;
		int lend = start + size - 1;
		int rstart = start + size;
		int rend = rstart + size - 1;

		if (lend > nums.length - 1) {
			return;
		}

		if (rend > nums.length - 1) {
			rend = nums.length - 1;
		}

		while (lstart <= lend && rstart <= rend) {
			if (nums[lstart] <= nums[rstart]) {
				nums2[start] = nums[lstart];
				lstart++;
				start++;
			} else {
				nums2[start] = nums[rstart];
				rstart++;
				start++;
			}

		}

		while (lstart <= lend) {
			nums2[start] = nums[lstart];
			lstart++;
			start++;
		}

		while (rstart <= rend) {
			nums2[start] = nums[rstart];
			rstart++;
			start++;
		}

		System.out.println(Arrays.toString(nums2));

	}

}