归并排序的原理及java代码实现
发布于 2016-08-07 12:35:35 | 197 次阅读 | 评论: 0 | 来源: 网友投递
Java程序设计语言
java 是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言，是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台（即JavaEE(j2ee), JavaME(j2me), JavaSE(j2se)）的总称。
归并（Merge）排序法是将两个（或两个以上）有序表合并成一个新的有序表，即把待排序序列分为若干个子序列，每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。递归形式的算法在形式上较简洁，但实用性很差。一般情况下，很少利用二路归并排序法进行内部排序。
概述
归并（Merge）排序法是将两个（或两个以上）有序表合并成一个新的有序表，即把待排序序列分为若干个子序列，每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。
归并排序采用的是递归来实现，属于“分而治之”，将目标数组从中间一分为二，之后分别对这两个数组进行排序，排序完毕之后再将排好序的两个数组“归并”到一起，归并排序最重要的也就是这个“归并”的过程，归并的过程中需要额外的跟需要归并的两个数组长度一致的空间。
效果图：
步骤
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
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
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
重复步骤3直到某一指针达到序列尾
将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾
实例
原始数据：
3 5 2 6 2
归并的前提是将数组分开，一分为二，再一分为二，分到不能再分，进行归并。
第一轮分隔，索引2 ((0+4)/2=2) 为中间
[3 5 2] [6 2]
第二轮分隔，对[3 5 2]进行分隔
[3 5] [2] [6 2]
第三轮分隔，对[3 5]进行分隔
[3] [5] [2] [6 2]
合并[3] [5]
[3 5] [2] [6 2]
合并[3 5] [2]
[2 3 5] [6 2]
第四轮分隔，对[6 2]进行分隔
[2 3 5] [6] [2]
合并[6] [2]
[2 3 5] [2 6]
合并[2 3 5] [2 6]
[2 2 3 5 6]
代码实现(Java)
package com.coder4j.main.arithmetic.sorting;
public class Merge {
private static int mark = 0;
/**
* 归并排序
*
* @param array
* @param low
* @param high
* @return
*/
private static int[] sort(int[] array, int low, int high) {
int mid = (low + high) / 2;
if (low < high) {
mark++;
System.out.println("正在进行第" + mark + "次分隔，得到");
System.out.println("[" + low + "-" + mid + "] [" + (mid + 1) + "-" + high + "]");
// 左边数组
sort(array, low, mid);
// 右边数组
sort(array, mid + 1, high);
// 左右归并
merge(array, low, mid, high);
}
return array;
}
/**
* 对数组进行归并
*
* @param array
* @param low
* @param mid
* @param high
*/
private static void merge(int[] array, int low, int mid, int high) {
System.out.println("合并:[" + low + "-" + mid + "] 和 [" + (mid + 1) + "-" + high + "]");
int[] temp = new int[high - low + 1];
int i = low;// 左指针
int j = mid + 1;// 右指针
int k = 0;
// 把较小的数先移到新数组中
while (i <= mid && j <= high) {
if (array[i] < array[j]) {
temp[k++] = array[i++];
} else {
temp[k++] = array[j++];
}
}
// 两个数组之一可能存在剩余的元素
// 把左边剩余的数移入数组
while (i <= mid) {
temp[k++] = array[i++];
}
// 把右边边剩余的数移入数组
while (j <= high) {
temp[k++] = array[j++];
}
// 把新数组中的数覆盖array数组
for (int m = 0; m < temp.length; m++) {
array[m + low] = temp[m];
}
}
/**
* 归并排序
*
* @param array
* @return
*/
public static int[] sort(int[] array) {
return sort(array, 0, array.length - 1);
}
public static void main(String[] args) {
int[] array = { 3, 5, 2, 6, 2 };
int[] sorted = sort(array);
System.out.println("最终结果");
for (int i : sorted) {
System.out.print(i + " ");
}
}
}
测试输出结果：
正在进行第1次分隔，得到
[0-2] [3-4]
正在进行第2次分隔，得到
[0-1] [2-2]
正在进行第3次分隔，得到
[0-0] [1-1]
合并:[0-0] 和 [1-1]
合并:[0-1] 和 [2-2]
正在进行第4次分隔，得到
[3-3] [4-4]
合并:[3-3] 和 [4-4]
合并:[0-2] 和 [3-4]
最终结果
2 2 3 5 6
经测试，与实例中结果一致。