图解Java排序算法之归并排序

目录

  • 基本思想
  • 合并相邻有序子序列
  • 代码实现
  • 总结

基本思想 归并排序(MERGE-SORT)是利用归并的思想实现的排序方法,该算法采用经典的分治(divide-and-conquer)策略(分治法将问题分(divide)成一些小的问题然后递归求解,而治(conquer)的阶段则将分的阶段得到的各答案"修补"在一起,即分而治之)。

【图解Java排序算法之归并排序】分而治之
图解Java排序算法之归并排序
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可以看到这种结构很像一棵完全二叉树,本文的归并排序我们采用递归去实现(也可采用迭代的方式去实现)。分阶段可以理解为就是递归拆分子序列的过程,递归深度为log2n。

合并相邻有序子序列 再来看看治阶段,我们需要将两个已经有序的子序列合并成一个有序序列,比如上图中的最后一次合并,要将[4,5,7,8]和[1,2,3,6]两个已经有序的子序列,合并为最终序列[1,2,3,4,5,6,7,8],来看下实现步骤。
图解Java排序算法之归并排序
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代码实现
package sortdemo; import java.util.Arrays; /** * Created by chengxiao on 2016/12/8. */public class MergeSort {public static void main(String []args){int []arr = {9,8,7,6,5,4,3,2,1}; sort(arr); System.out.println(Arrays.toString(arr)); }public static void sort(int []arr){int []temp = new int[arr.length]; //在排序前,先建好一个长度等于原数组长度的临时数组,避免递归中频繁开辟空间sort(arr,0,arr.length-1,temp); }private static void sort(int[] arr,int left,int right,int []temp){if(left
执行结果
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

总结 归并排序是稳定排序,它也是一种十分高效的排序,能利用完全二叉树特性的排序一般性能都不会太差。java中Arrays.sort()采用了一种名为TimSort的排序算法,就是归并排序的优化版本。从上文的图中可看出,每次合并操作的平均时间复杂度为O(n),而完全二叉树的深度为|log2n|。总的平均时间复杂度为O(nlogn)。而且,归并排序的最好,最坏,平均时间复杂度均为O(nlogn)。
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