Java排序算法 归并排序

归并排序(Merge)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。 将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为2-路归并。

归并排序算法稳定,数组需要O(n)的额外空间,链表需要O(log(n))的额外空间,时间复杂度为O(nlog(n)),算法不是自适应的,不需要对数据的随机读取。

工作原理:

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

代码实现:

  1. public void mergeSort(){    
  2. long[] workSpace = new long[nElems];    
  3. recMergeSort(workSpace,0,nElems-1);    
  4. }    
  5. private void recMergeSort(long[] workSpace, int lowerBound, int upperBound){    
  6. if(lowerBound == upperBound){    
  7. return;    
  8. }    
  9. else{    
  10. int mid=(lowerBound+upperBound)/2;    
  11. recMergeSort(workSpace, lowerBound, mid);    
  12. recMergeSort(workSpace, mid+1, upperBound);    
  13. merge(workSpace, lowerBound, mid+1, upperBound);    
  14. }    
  15. }    
  16. private void merge(long[] workSpace, int lowPtr, int highPtr, int upperBound){    
  17. int j = 0;    
  18. int lowerBound = lowPtr;    
  19. int mid = highPtr - 1;    
  20. int n = upperBound-lowerBound+1;    
  21. while(lowPtr<=mid&&highPtr<=upperBound){    
  22. if(theArray[lowPtr]<theArray[highPtr]){    
  23. workSpace[j++]=theArray[lowPtr++];    
  24. }    
  25. else{    
  26. workSpace[j++]=theArray[highPtr++];    
  27. }    
  28. }    
  29. while(lowPtr<=mid){    
  30. workSpace[j++] = theArray[lowPtr++];    
  31. }    
  32. while(highPtr<=upperBound){    
  33. workSpace[j++] = theArray[highPtr++];    
  34. }    
  35. for(j=0;j<n;j++){    
  36. theArray[lowerBound+j]=workSpace[j];    
  37. }    
  38. }  

归并排序是比较稳定的排序.即相等的元素的顺序不会改变.如输入记录 1(1) 3(2) 2(3) 2(4) 5(5) (括号中是记录的关键字)时输出的 1(1) 2(3) 2(4) 3(2) 5(5) 中的2 和 2 是按输入的顺序.这对要排序数据包含多个信息而要按其中的某一个信息排序,要求其它信息尽量按输入的顺序排列时很重要.这也是它比快速排序优势的地方.

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