排序算法之归并排序

qq_178057072023-10-26 16:19

归并排序的核心思想是将需要排序的数据（通常是数组），切分成不同的小段，对每一段数据先在内部排序，然后将各个段再进行合并排序，比如给定一个数组 $2,1,4,3$ ，可以先将数组切分成两个小数组也就是 $2,1$ 和 $4,3$ ，然后分别对两个小数组进行内部排序，也就是排成 $1,2$ 和 $3,4$ ，然后再对这两个小数组进行合并排序，在对这两个小数组合并排序的时候，我们按照这个步骤来操作：

新建一个数组，长度是总数组的长度，也就是4，我们记这个数组为help
分别有两个指针P1和P2指向两个小数组的第一个元素，然后移动两个指针，哪个数组对应的指针所指的数据小，就将它拷贝到help当中，如果有一个指针先移动结束，那么另一个数组当前指针所指的位置以及后面的数据直接拷贝到help即可
将help数组的数据还原到原数组中

代码实现：

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private void mergeSort(int[] arr, int start, int end) {
        if (start == end) {
            return;
        }
        int middle = start + ((end - start) >> 1);
        mergeSort(arr, start, middle);
        mergeSort(arr, middle + 1, end);
        merge(arr, start, middle, end);
    }

    private void merge(int[] arr, int start, int middle, int end) {
        System.err.println(start + ":" + middle + ":" + end);
        int i = 0;
        int[] help = new int[end - start + 1];
        int index1 = start;
        int index2 = middle + 1;
        while (index1 <= middle && index2 <= end) {
            help[i++] = arr[index1] <= arr[index2] ? arr[index1++] : arr[index2++];
        }
        while (index1 <= middle) {
            help[i++] = arr[index1++];
        }
        while (index2 <= end) {
            help[i++] = arr[index2++];
        }
        int length = help.length;
        for (int i1 = 0; i1 < length; i1++) {
            arr[start + i1] = help[i1];
        }
    }

    @Test
    public void mergeSort() {
        int[] array = new int[]{3, 2, 5, 4};
        int length = array.length;
        mergeSort(array, 0, length - 1);
    }