排序算法-归并排序

属性

        归并排序（MERGE-SORT）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，称为二路归并。 归并排序核心步骤：

        归并排序总结

        1. 归并的缺点在于需要O(N)的空间复杂度，归并排序的思考更多的是解决在磁盘中的外排序问题。

        2. 时间复杂度：O(N*logN)

        3. 空间复杂度：O(N)

        4. 稳定性：稳定

代码及注释（递归实现）

    //mergeSort是归并排序提供使用的方法public static void mergeSort(int[]arr){//用mergeSortChild进行递归排序mergeSortChild(arr,0,arr.length-1);}private static void mergeSortChild(int[]arr,int left,int right){//出递归if(left>=right){return;}//先计算出要排序数据的中间位置int mid=(left+right)/2;//先分别归并排序左边和右边的数据，排序好以后再将左边和右边的数据合并mergeSortChild(arr,left,mid);mergeSortChild(arr,mid+1,right);merge(arr,left,right);}private static void merge(int[]arr,int left,int right){int mid=(left+right)/2;//left和right范围的数据分为了两个部分//用s1，e1表示第一部分的数据范围，s2，e2表示第二部分的数据范围//两个部分的数据分别是排序好了的，要将两个部分的数据进行合并int s1=left;int e1=mid;int s2=mid+1;int e2=right;//定义辅助数组help来帮助合并int[]help=new int[right-left+1];//放数据的时候有以下的几种情况//1.两个部分的数据还没有哪个部分全放到help数组中int k=0;    //k是用于指向help数组的下标while (s1<=e1&&s2<=e2){//当s1下标的数据比s2下标的小时，s1下标的数据就先放到help数组中if(arr[s1]<arr[s2]){help[k++]=arr[s1++];}else {help[k++]=arr[s2++];}}//2.s1>e1 第一部分的数据都放到了help数组中//直接将第二部分的数据全放到help数组中while (s2<=e2){help[k++]=arr[s2++];}//3.s2>e1 第二部分的数据都放到了help数组中//直接将第一部分的数据全放到help数组中while (s1<=e1){help[k++]=arr[s1++];}//此时两个部分的数据都放到了help数组中//将数组中对应部分的数据改为help数组中的数据（help数组中的数据是合并好了的）for(int i=left,j=0;i<=right;i++,j++){arr[i]=help[j];}}

代码及注释（非递归实现）
 

 //归并排序---非递归public static void mergeSortNo(int[] array){//一个数据为一组int gap=1;while (gap<array.length){for(int i=0;i<array.length;i+=2*gap){int left=i;int mid=left+gap-1;int right=mid+gap;merge(array,left,mid,right);}gap=gap*2;}} //合并private static void merge(int[] array,int left,int mid,int right){int s1=left;int e1=mid;int s2=mid+1;int e2=right;//定义辅助数组int[]help=new int[right-left+1];int k=0;//两组数据都没放完while (s1<=e1&&s2<=e2){if(array[s1]<array[s2]){help[k++]=array[s1++];}else {help[k++]=array[s2++];}}//当有一组中的数据放完while (s1<=e1){help[k++]=array[s1++];}while (s2<=e2){help[k++]=array[s2++];}//将合并好的数据返回给数组arrayfor (int i=0;i<help.length;i++){array[left+i]=help[i];}}