Java实现归并排序算法

Java实现归并排序算法

以下是Java中的归并排序算法实现示例：

public class MergeSort {
    
    // 归并排序入口函数
    public static void sort(int[] array) {
        if (array == null || array.length <= 1)
            return;
        
        mergeSort(array, 0, array.length - 1);
    }
    
    // 归并排序递归函数
    private static void mergeSort(int[] array, int left, int right) {
        if (left < right) {
            int mid = (left + right) / 2;
            mergeSort(array, left, mid);
            mergeSort(array, mid + 1, right);
            merge(array, left, mid, right);
        }
    }
    
    // 合并函数
    private static void merge(int[] array, int left, int mid, int right) {
        int n1 = mid - left + 1;
        int n2 = right - mid;
        
        int[] leftArray = new int[n1];
        int[] rightArray = new int[n2];
        
        // 将数据拷贝到临时数组中
        for (int i = 0; i < n1; i++) {
            leftArray[i] = array[left + i];
        }
        for (int j = 0; j < n2; j++) {
            rightArray[j] = array[mid + 1 + j];
        }
        
        // 归并临时数组
        int i = 0, j = 0, k = left;
        while (i < n1 && j < n2) {
            if (leftArray[i] <= rightArray[j]) {
                array[k++] = leftArray[i++];
            } else {
                array[k++] = rightArray[j++];
            }
        }
        
        // 将剩余元素拷贝到原数组中
        while (i < n1) {
            array[k++] = leftArray[i++];
        }
        while (j < n2) {
            array[k++] = rightArray[j++];
        }
    }
    
    // 打印数组元素
    public static void printArray(int[] array) {
        for (int num : array) {
            System.out.print(num + " ");
        }
        System.out.println();
    }
    
    // 测试示例
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {12, 4, 7, 2, 10, 1, 15, 3, 6, 11};
        System.out.println("Original array:");
        printArray(array);
        
        sort(array);
        System.out.println("Sorted array:");
        printArray(array);
    }
}

这段代码实现了归并排序算法。在 sort 函数中，我们首先检查数组是否为空或只有一个元素，如果是，则直接返回。否则，我们调用 mergeSort 函数来递归地执行归并排序。在 mergeSort 函数中，我们首先计算中间索引 mid，然后分别对左右两部分数组进行归并排序，最后调用 merge 函数合并两个排好序的子数组。

merge 函数负责将两个已排序的子数组合并成一个排序数组。它创建两个临时数组 leftArray 和 rightArray 来存储左右子数组的内容，然后通过比较左右子数组的元素，依次将较小的元素放入原数组中。

printArray 函数用于打印数组元素。

在 main 函数中，我们创建一个示例数组，并调用 sort 函数对其进行排序，然后打印排序后的结果。