zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 图解排序算法(四)之归并排序

    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(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)。

    分而治之

       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)。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。

    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<right){
                int mid = (left+right)/2;
                sort(arr,left,mid,temp);//左边归并排序,使得左子序列有序
                sort(arr,mid+1,right,temp);//右边归并排序,使得右子序列有序
                merge(arr,left,mid,right,temp);//将两个有序子数组合并操作
            }
        }
        private static void merge(int[] arr,int left,int mid,int right,int[] temp){
            int i = left;//左序列指针
            int j = mid+1;//右序列指针
            int t = 0;//临时数组指针
            while (i<=mid && j<=right){
                if(arr[i]<=arr[j]){
                    temp[t++] = arr[i++];
                }else {
                    temp[t++] = arr[j++];
                }
            }
            while(i<=mid){//将左边剩余元素填充进temp中
                temp[t++] = arr[i++];
            }
            while(j<=right){//将右序列剩余元素填充进temp中
                temp[t++] = arr[j++];
            }
            t = 0;
            //将temp中的元素全部拷贝到原数组中
            while(left <= right){
                arr[left++] = temp[t++];
            }
        }
    }

    执行结果

    [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

    最后

      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)。

  • 相关阅读:
    洛谷 P1194 飞扬的小鸟 题解
    洛谷 P1197 星球大战 题解
    洛谷 P1879 玉米田Corn Fields 题解
    洛谷 P2796 Facer的程序 题解
    洛谷 P2398 GCD SUM 题解
    洛谷 P2051 中国象棋 题解
    洛谷 P1472 奶牛家谱 Cow Pedigrees 题解
    洛谷 P1004 方格取数 题解
    洛谷 P2331 最大子矩阵 题解
    洛谷 P1073 最优贸易 题解
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6194356.html
Copyright © 2011-2022 走看看