排序演算法 六 歸併排序

2021-08-08 09:28:35 字數 1488 閱讀 4058

歸併排序的基本思想是分治法。先將無序序列分為若干個無序子串行,然後對無序子串行進行排序,最後合併有序子串行,得到完全有序的序列。這就是分解,求解,合併的過程。

將待排序序列data[0,1,2….n-1]看成是n個長度為一的序列,將相鄰序列進行合併,得到n/2個長度為2的有序序列;

將相鄰序列再次進行合併,得到n/4個長度為4的有序序列

重複第一步和第二步,直到得到長度為n的乙個有序序列,此時的序列為已排序序列

關鍵就在於如何合併序列,每次合併的過程都是對兩個有序序列進行合併,由於這兩個是相鄰的,因此我們可以將兩個序列表示為data[start, mid], data[mid + 1, end]。我們需要乙個end-start+1長度的temp輔助資料配合合併。

從data[start, mid]和data[mid + 1, end]中各取出乙個數字進行比較,將較小的數字放入到temp中,並且將數字對應的陣列游標加一

重複第一步,知道其中乙個陣列遍歷完

將另外乙個未遍歷完的陣列直接填入temp末尾

將temp拷貝回data[start, end]中

依舊對[2 8 1 5 3]這個陣列進行模擬,得到下面的結果:

gap=1 start28

1532

8153

gap=1 finish

gap=2 start28

1531

2583

gap=2 finish

gap=4 start12

5831

2358

gap=4 finish

@override

public

int sort(int data)

for (int gap = 1; gap < data.length; gap *= 2)

if (i + gap - 1

< data.length)

printlnarray(data);

system.out.println(string.format(locale.china, "gap=%d finish", gap));

}return data;

}

merge方法沒有貼上來,具體實現可看

github/mergesort

注意,如果最後乙個子串行不能正好整除的時候需要特殊處理,將其和倒數第二個子串行合併。

歸併排序是一種穩定的排序演算法,平均,最壞和最好的時間複雜度都為o(nlogn)。但是由於其需要o(n)的輔助空間,因此在一些對記憶體敏感的機器上,或者資料特別大時有所限制。

從穩定性來說,歸併排序相對於快速排序來說是乙個既快又穩定的排序方式。但是如果綜合考慮到空間和效能來說,快速排序是優於歸併排序的。

對於小陣列可使用插入或者選擇排序,不必使用合併的方式。

合併之前如果data[middle] < data[middle + 1]可以不需要合併直接返回。因為左邊子串行的最大值小於右邊子串行的最小值。

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