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。
归并操作(merge)，也叫归并算法，指的是将两个已经排序的序列合并成一个序列的操作。归并排序算法依赖归并操作。
归并操作步骤如下：（两个有序序列分别用A[aMax]、B[bMax]表示）
1）设定两个指针（iA、iB），最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置；
2）比较A[iA]、B[iB]，选择较小的放入合并空间，并移动对应指针到下一位置；
3）重复步骤二直至读完序列A或B其中之一的数据；
4）将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾。
归并操作实现代码如下：
1 private static int[] mergearray(int[] arrayA,int[] arrayB) //归并操作
2 {
3 int[] tempArray = new int[arrayA.Length + arrayB.Length];
4 int itemp = 0;
5
6 int iA =0, iB=0;
7
8 while(iA < arrayA.Length && iB < arrayB.Length)
9 {
10 if(arrayA[iA] < arrayB[iB])
11 {
12 tempArray[itemp++] = arrayA[iA++];
13 }
14 else
15 {
16 tempArray[itemp++] = arrayB[iB++];
17 }
18 }
19
20 while(iA < arrayA.Length)
21 {
22 tempArray[itemp++] = arrayA[iA++];
23 }
24 while(iB < arrayB.Length)
25 {
26 tempArray[itemp++] = arrayB[iB++];
27 }
28
29 return tempArray;
30 }
从归并操作到归并排序：
通过归并操作我们可以将两个有序的序列合并成一个有序的序列，那我们怎么实现一个无序数组的排序呢？我们会想“如果将这个无序的数组分解成两个有序的数组就好了。”但如何让这二组组内数据有序呢？“可以将这两个数组各自再分成两组”。对，依次类推，就这样分下去，最终我们得到的是两个一个元素的数组（我们可以认为它是有序的了），反过来我们通过一次次归并操作，便可得到一个有序的数组。对，这是递归的应用。
前面，不知不觉还是说的有点绕，整理一下，其基本思路如下：
1）我们将一个要排序的无序数组，分解成两个数组；
2）重复步骤一，直到子数组只有一个元素；
3）使用归并操作获取所求。
实现代码如下：
1 private static int[] mergesort(int[] array) //归并排序
2 {
3 if(array.Length > 1)
4 {
5 int iFront =0, iBack=array.Length/2;
6 int lengthFront = array.Length/2, lengthBack = array.Length - array.Length/2;
7 int[] arrayFront = new int[lengthFront];
8 int[] arrayBack = new int[lengthBack];
9 Array.Copy(array,iFront, arrayFront, 0, lengthFront);
10 Array.Copy(array, iBack, arrayBack, 0, lengthBack);
11
12 arrayFront = mergesort(arrayFront);
13 arrayBack = mergesort(arrayBack);
14 array = mergearray(arrayFront, arrayBack);
15 }
16 return array;
17 }
华丽的分割线后，附上测试代码：
1 /*
2 * 由SharpDevelop创建。
3 * 用户： Jensen
4 * 日期: 2014/6/1
5 * 时间: 8:00
6 *
7 * 要改变这种模板请点击 工具|选项|代码编写|编辑标准头文件
8 */
9 using System;
10 using System.Diagnostics;
11
12
13 namespace 算法测试
14 {
15 class Program
16 {
17 private const int testDataCount = 200000;
18
19 public static void Main(string[] args)
20 {
21 Console.WriteLine("敲入任意字符进行测试:");
22 Console.ReadKey(true);
23 //测试准备：
24 int[] arrayTest = CreateTestData();
25 //测试：
26 Stopwatch sw = new Stopwatch();
27 sw.Start();
28 arrayTest = mergesort(arrayTest);
29 sw.Stop();
30
31 Console.WriteLine(sw.Elapsed.TotalMilliseconds);
32 }
33
34 private static int[] CreateTestData()
35 {
36 int[] testData = new int[testDataCount];
37 for(int i=0;i<testData.Length;i++)
38 {
39 Random random = new Random(i);
40 testData[i] = (int)(random.NextDouble() * 10000);
41 }
42 return testData;
43 }
44
45 private static int[] mergearray(int[] arrayA,int[] arrayB) //归并操作
46 {
47 int[] tempArray = new int[arrayA.Length + arrayB.Length];
48 int itemp = 0;
49
50 int iA =0, iB=0;
51
52 while(iA < arrayA.Length && iB < arrayB.Length)
53 {
54 if(arrayA[iA] < arrayB[iB])
55 {
56 tempArray[itemp++] = arrayA[iA++];
57 }
58 else
59 {
60 tempArray[itemp++] = arrayB[iB++];
61 }
62 }
63
64 while(iA < arrayA.Length)
65 {
66 tempArray[itemp++] = arrayA[iA++];
67 }
68 while(iB < arrayB.Length)
69 {
70 tempArray[itemp++] = arrayB[iB++];
71 }
72
73 return tempArray;
74 }
75
76 private static int[] mergesort(int[] array) //归并排序
77 {
78 if(array.Length > 1)
79 {
80 int iFront =0, iBack=array.Length/2;
81 int lengthFront = array.Length/2, lengthBack = array.Length - array.Length/2;
82 int[] arrayFront = new int[lengthFront];
83 int[] arrayBack = new int[lengthBack];
84 Array.Copy(array,iFront, arrayFront, 0, lengthFront);
85 Array.Copy(array, iBack, arrayBack, 0, lengthBack);
86
87 arrayFront = mergesort(arrayFront);
88 arrayBack = mergesort(arrayBack);
89 array = mergearray(arrayFront, arrayBack);
90 }
91 return array;
92 }
93
94 }
95 }
在Release环境下：
排序10000条数据，约2.3ms.
排序20000条数据，约5ms：
排序200000条数据，约45ms。
另，附冒泡算法排序200000条数据的测试结果以做对比：
