排序之合并排序(归并排序)

合并排序

package algorithm;

/**
 * May 26, 2009 
 * version 1.1
 * @author qinshuangping
 */

public class MergeSort {

	/**
	 * 合并排序(也称归并排序)
	 * 归并操作的工作原理如下(网上找的这个原理和这个例子似乎对不大上，不过大体上差不多吧)：
   	 * 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
   	 */
	
   	 /** 
   	  * 主要是对数组进行细分，应用了递归
	 * @param ia 待排序的数组
	 * @param p  数组的开始位置（第一次调用时为0）
	 * @param r  数组的结束位置(第一次调用时为数组长度-1)
	 */
	void mergeSort(int ia[], int p, int r){
	    if(p<r ){
	        int q = (p+r)/2;
	        mergeSort(ia, p, q);
	        mergeSort(ia, q+1, r);
	        merge(ia, p, q, r);//排序主方法
	    }
	}

	/**
	 * 对已排序数组的两段合并成一段最终的排序
	 * 如：数组a[] = {8,9,14,17,1,2,3,4,7};p=0;r=8;q=3;
	 * 则调用该方法为merge(a,0,3,8)
	 * 通过merge()方法后数组a变成{1,2,3,4,7,8,9,14,17}
	 * 排序步骤：
	 * 1.新建两个数组
	 * 2.对两个数组赋值，
	 * 		a.ia1为ia[p]--ia[q],为前段数组，数组长度为[q-p+1]
	 * 		b.ia2为ia[q+1]--ia[r],为后段数组,数组长度为[r-q]
	 * 3.设置k=p,主要是为了对待排序的数组进行赋值
	 * 4.当k<r时进行循环，即带排序的数组还没有排好序
	 * 5.对ia1中的数组和ia2中的数组进行比较，即是进行排序，并把结果放进ia中，k++
	 * @param ia 需要进行排序的数组
	 * @param p  数组的开始位置
	 * @param q  数组的中间位置(p+r)/2
	 * @param r  数组的结束位置
	 */
	public void merge(int ia[], int p, int q, int r){
	    int n1 = q - p + 1;     // n1 = [p, q]
	    int n2 = r - q;         // n2 = (q, r]
	    int ia1[]=new int[n1+1];
	    int ia2[]=new int[n2+1];
	    for(int i=0; i<n1; i++){
	        ia1[i] = ia[p+i];
	    }
	    //哨兵？
	    ia1[n1] = 0x7FFFFFFF;   // sentinel
	    for(int i=0; i<n2; i++){
	        ia2[i] = ia[q+1+i];
	    }
	    ia2[n2] = 0x7FFFFFFF;   // sentinel

	    int i, j, k;
	    i = j = 0;
	    k = p;
	    
	    while( k <= r ){
	        if( ia1[i]<=ia2[j] ){
	            ia[k] = ia1[i];
	            i++;
	        }else{
	            ia[k] = ia2[j];
	            j++;
	        }
	        k++;
	    }
	}

	public static void main(String[] args){
		int a[] = {4, 1, 3, 2, 16, 9, 10, 14, 8, 7};
		 MergeSort ms=new MergeSort();
		 ms.mergeSort(a, 0, a.length-1);
		 for(int i=0; i<a.length; i++){
			 System.out.print(a[i]+",");
		 }
//		int a[] = {8,9,14,17,1,2,3,4,7};
//		 MergeSort ms=new MergeSort();
//		 ms.merge(a, 0, 3, a.length-1);
//		 for(int i=0; i<a.length; i++){
//			 System.out.print(a[i]+",");
//		 }
	}
}