排序算法-归并排序

归并排序是一种**分治算法(Divide and Conquer)。**对于给定的一组数据,利用递归与分治技术将数据序列划分成为越来越小的半子表,在对半子表排序后,再用递归方法将排好序的半子表合并成为越来越大的有序序列。

核心思想

  1. 分解(Divide):将数组递归地分成两半,直到子数组长度为 1。

  2. 合并(Merge):将两个已排序的子数组合并成一个有序数组。

合并的过程

代码实现

java 复制代码
package Sort;

import java.util.Arrays;

public class MergeSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] res = getMergeSort(new int[]{8,5,7,9,1,6,3,4,2});
        for (int i = 0; i < res.length; i++) {
            System.out.print(res[i]+" ");
        }
    }
    //使用递归实现归并排序,升序
    public static int[] getMergeSort(int[] nums){
        if (nums.length<2) return nums;
        //切分数组,然后递归排序,并用merge合并
        int mid = nums.length/2;
        int[] leftNums = Arrays.copyOfRange(nums,0,mid);
        int[] rightNums = Arrays.copyOfRange(nums,mid,nums.length);
        return merge(getMergeSort(leftNums),getMergeSort(rightNums));
    }
    public static int[] merge(int[] leftNums,int[] rightNums){
        int[] result = new int[leftNums.length + rightNums.length];

        for (int index = 0, i = 0, j = 0; index < result.length ; index ++) {
            if (i>=leftNums.length){// 左边数组已经取完,那就完全取右边数组即可
                result[index] = rightNums[j++];
            } else if (j>=rightNums.length) { // 右边数组已经取完,那就完全取左边即可
                result[index] = leftNums[i++];
            } else if (rightNums[j] < leftNums[i]) { // 升序:右边数组的元素小于左边数组,取右边数组的值
                result[index] = rightNums[j++];
            }else { // 升序:左边数组的元素小于右边数组,取左边数组的值
                result[index] = leftNums[i++];
            }
        }
        return result;
    }


}

时间复杂度分析

情况 时间复杂度 说明
最坏情况 O(n log n) 无论输入数据如何分布,都必须完整执行所有分解和合并操作
最好情况 O(n log n) 即使输入已经有序,仍需进行全部合并操作
平均情况 O(n log n) 算法性能稳定,不受输入数据分布影响

空间复杂度分析

组成部分 空间消耗 说明
临时数组 O(n) 合并操作需要与原始数组等大的临时存储空间
递归调用栈 O(log n) 递归深度为 log₂n,每层递归需要保存常数级的参数
总空间 O(n) 临时数组的空间占用主导(通常说的空间复杂度指除输入外的额外空间需求)
相关推荐
leikooo4 小时前
用餐厅和盘子理解栈和堆
java·数据结构·链表·rust
Ivanqhz5 小时前
激活函数在 Transformer 中的作用及各种变体简述
java·linux·数据库·人工智能·深度学习
沙漠之主5 小时前
C++编程教学设计资料:从入门到实战的完整课程方案
java·前端·c++
FPGA小徐5 小时前
PA1 基础设施(2)深度解析:NEMU 中 ITRACE、MTRACE、FTRACE、IRINGBUF、ETRACE、DIFFTEST 全解析
java·服务器·网络
YOLO数据集集合6 小时前
EvoAgent:面向PR研发治理的自进化Multi-Agent Harness系统
java·开发语言·目标检测·agent·自进化
知行EDI6 小时前
知行之桥 MaBang 端口使用指南——Create Order 订单创建篇
java·服务器·数据库
笑鸿的学习笔记6 小时前
C++笔记之大块顺序写
java·c++·笔记
打工仔折腾 AI6 小时前
从 Demo 到生产级 Agent:8 个关键设计机制与 Python 实现拆解
java·jvm·人工智能·后端·python·langchain·ai agent 实战
殷色玫瑰7 小时前
C/C++ 内存管理详解:从内存分布到 new/delete 底层原理
java·linux·c语言·c++
青山木9 小时前
Hot 100 --- 编辑距离
java·数据结构·算法·leetcode·动态规划