java 归并排序的实例详解

java 归并排序的实例详解

归并排序

       归并排序，指的是将两个已经排序的序列合并成一个序列的操作。 

归并操作的过程如下：

•  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直到某一指针到达序列尾

•  将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾
  

Java代码 

/**
* 归并排序
*
* @param ts
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T extends Comparable<? super T>> void mergeSort(T[] ts) {

// 辅助空间
 T[] tempArray = (T[]) new Comparable[ts.length];

mergeSort(ts, tempArray, 0, ts.length - 1);
}

/**
* 递归
*/
private static <T extends Comparable<? super T>> void mergeSort(T[] ts, T[] tempArray, int left, int right) {

if (left < right) {

int center = (left + right) / 2;

mergeSort(ts, tempArray, left, center);

mergeSort(ts, tempArray, center + 1, right);

// 左右合并
   merge(ts, tempArray, left, center + 1, right);

}

}

/**
* 合并
*/
private static <T extends Comparable<? super T>> void merge(T[] ts, T[] tempArray, int leftPos, int rightPos, int rightEnd) {
 int leftEnd = rightPos - 1;
 int temPos = leftPos;
 int numElements = rightEnd - leftPos + 1;

while (leftPos <= leftEnd && rightPos <= rightEnd)
   //比较放到辅助空间
   if (ts[leftPos].compareTo(ts[rightPos]) <= 0)
     tempArray[temPos++] = ts[leftPos++];
   else
     tempArray[temPos++] = ts[rightPos++];

while (leftPos <= leftEnd)
   tempArray[temPos++] = ts[leftPos++];

while (rightPos <= rightEnd)
   tempArray[temPos++] = ts[rightPos++];

//考回原数组,此处最好用System.arraycopy优化
 for (int i = 0; i < numElements; i++, rightEnd--)
   ts[rightEnd] = tempArray[rightEnd];
}

 复杂度：O(n log n)

       比较操作的次数介于(n log n)/2和n log n - n + 1。 赋值操作的次数是(2nlogn)。

       归并算法的空间复杂度为：Θ(n) 

 稳定性：稳定 

扩展：

       在java中，当执行一次泛型排序时，进行一次元比较可能是昂贵的，但是移动元素则是省时间的。归并排序使用所有的流行的排序算法中最少的比较次数，因此是使用java的通用排序算中的上好的选择。

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来源：http://flyouwith.iteye.com/blog/2178209#bc2394113