归并排序Merge sort
原理,把原始数组分成若干子数组,对每一个子数组进行排序,
继续把子数组与子数组合并,合并后仍然有序,直到全部合并完,形成有序的数组
举例
无序数组[6 2 4 1 5 9]
先看一下每个步骤下的状态,完了再看合并细节
第一步 [6 2 4 1 5 9]原始状态
第二步 [2 6] [1 4] [5 9]两两合并排序,排序细节后边介绍
第三步 [1 2 4 6] [5 9]继续两组两组合并
第四步 [1 2 4 5 6 9]合并完毕,排序完毕
输出结果[1 2 4 5 6 9]
合并细节
详细介绍第二步到第三步的过程,其余类似
第二步:[2 6] [1 4] [5 9]
两两合并,其实仅合并[2 6] [1 4],所以[5 9]不管它,
原始状态
第一个数组[2 6]
第二个数组[1 4]
--------------------
第三个数组[...]
第1步,顺序从第一,第二个数组里取出一个数字:2和1
比较大小后将小的放入第三个数组,此时变成下边这样
第一个数组[2 6]
第二个数组[4]
--------------------
第三个数组[1]
第2步,继续刚才的步骤,顺序从第一,第二个数组里取数据,2和4,
同样的比较大小后将小的放入第三个数组,此时状态如下
第一个数组[6]
第二个数组[4]
--------------------
第三个数组[1 2]
第3步,再重复前边的步骤变成,将较小的4放入第三个数组后变成如下状态
第一个数组[6]
第二个数组[...]
--------------------
第三个数组[1 2 4]
第4步,最后将6放入,排序完毕
第一个数组[...]
第二个数组[...]
--------------------
第三个数组[1 2 4 6]
[ 1 2 4 6 ]与[ 5 9 ]的合并过程与上边一样,不再分解
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
/**
* 归并排序
*
* @author sunlzx
*
*/
public class MergeSort {
public static void main(String[] args) {
// 随即生成待排序的数据
int size = 11;
Integer[] nums = new Integer[size];
Integer[] nums2 = new Integer[size];
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
nums[i] = random.nextInt(1000);
}
System.out.println("before:" + Arrays.toString(nums));
// 归并排序
mergeSort(nums, nums2);
System.out.println("after :" + Arrays.toString(nums));
}
public static void mergeSort(Integer[] nums, Integer[] nums2) {
int size = 2;
while (size < nums.length * 2) {
mergeSort(nums, nums2, size);
size *= 2;
Object obj = nums;
nums = nums2;
nums2 = (Integer[]) obj;
}
}
/**
*
* @param nums
* @param nums2
* @param size
*/
public static void mergeSort(Integer[] nums, Integer[] nums2, int size) {
System.out.println("size:" + size);
int len = nums.length;
if (size >= len * 2) {
return;
}
int start = 0;
while (start < len) {
merge(nums, start, size / 2, nums2);
start += size;
}
}
/**
*
* @param nums
* @param start
* @param size
* @param nums2
*/
public static void merge(Integer[] nums, int start, int size,
Integer[] nums2) {
int lstart = start;
int lend = start + size - 1;
int rstart = start + size;
int rend = rstart + size - 1;
if (lend > nums.length - 1) {
return;
}
if (rend > nums.length - 1) {
rend = nums.length - 1;
}
while (lstart <= lend && rstart <= rend) {
if (nums[lstart] <= nums[rstart]) {
nums2[start] = nums[lstart];
lstart++;
start++;
} else {
nums2[start] = nums[rstart];
rstart++;
start++;
}
}
while (lstart <= lend) {
nums2[start] = nums[lstart];
lstart++;
start++;
}
while (rstart <= rend) {
nums2[start] = nums[rstart];
rstart++;
start++;
}
System.out.println(Arrays.toString(nums2));
}
}
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