排序算法整理之归并排序

归并排序（Merge sort，台湾译作：合并排序）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。

归并操作的过程如下：

1.        申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列

2.        设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置

3.        比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置

4.        重复步骤3直到某一指针达到序列尾

5.        将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾

 

如图：

归并排序中中两件事情要做：

第一：“分”, 就是将数组尽可能的分，一直分到原子级别。

第二：“并”，将原子级别的数两两合并排序，最后产生结果。

代码实现：

public class MergeSort {
	/***
	 * 数组的划分
	 * 
	 * @param array 待排序数组
	 * @param temparray 临时存放数组
	 * @param left 序列段的开始位置
	 * @param right 序列段的开始位置
	 */
	public static void mergeSort(int[] array, int[] temparray, int left,
			int right) {
		if (left < right) {
			// 取分割位置
			int middle = (left + right) / 2;

			// 递归划分数组左序列
			mergeSort(array, temparray, left, middle);

			// 递归划分数组右序列
			mergeSort(array, temparray, middle + 1, right);

			// 数组合并操作
			merge(array, temparray, left, middle + 1, right);
		}
	}

	/***
	 * 数组的两两合并操作
	 * 
	 * @param array 待排序数组
	 * @param temparray 临时数组
	 * @param left 第一个区间段开始位置
	 * @param middle 第二个区间的开始位置
	 * @param right 第二个区间段结束位置
	 */
	public static void merge(int[] array, int[] temparray, int left,int middle, int right) {
		// 左指针尾
		int leftEnd = middle - 1;

		// 右指针头
		int rightStart = middle;

		// 临时数组的下标
		int tempIndex = left;

		// 数组合并后的length长度
		int tempLength = right - left + 1;

		// 先循环两个区间段都没有结束的情况
		while ((left <= leftEnd) && (rightStart <= right)) {
			// 如果发现有序列大，则将此数放入临时数组
			if (array[left] < array[rightStart])
				temparray[tempIndex++] = array[left++];
			else
				temparray[tempIndex++] = array[rightStart++];
		}

		// 判断左序列是否结束
		while (left <= leftEnd)
			temparray[tempIndex++] = array[left++];

		// 判断右序列是否结束
		while (rightStart <= right)
			temparray[tempIndex++] = array[rightStart++];

		// 交换数据
		for (int i = 0; i < tempLength; i++) {
			array[right] = temparray[right];
			right--;
		}
	}

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		int[] array = {2,5,1,8,9,3};
		System.out.println("排序前："+Arrays.toString(array));
		mergeSort(array, new int[array.length], 0, array.length - 1);
		System.out.println("排序后："+Arrays.toString(array));
	}

}

 

输出结果：

排序前：[2, 5, 1, 8, 9, 3]

排序后：[1, 2, 3, 5, 8, 9]