經典排序 歸併排序

2021-09-29 07:23:05 字數 2810 閱讀 9767

歸併排序是利用歸併的思想實現的排序方法,該方法採用經典的分治策略(分治法將問題分成一些小的問題然後遞迴求解,而治的階段則是將分的階段得到的答案修補在一起,即分而治之)。

下面我們以待排序陣列 8,4,5,7,1,3,6,2,9,10為例,以**的方式講解歸併排序的原理。

從圖中可以看出,歸併排序是先將陣列進行拆分,拆分到剩餘乙個關鍵字,這是乙個從大到小的過程。然後再進行治理,治理的過程也就是進行合併的過程,合併時會保證左右兩邊的陣列內部各自有序。然後將兩個有序的陣列合併到乙個陣列中,且合併後的陣列有序。總結就是:遞迴拆分,回溯合併,合併時左右兩個陣列內部有序。

在看遞迴原理圖前,我們先看下歸併排序的**,如下所示

1

public

class

mergesort ;

5int temp = new

int[arr.length];

6 split(arr, 0, arr.length - 1, temp);

7system.out.println(arrays.tostring(arr));8}

910/**11

* 遞迴拆分陣列然後合併12*

13*

@param

arr 待拆分陣列

14*

@param

left 陣列左邊下標

15*

@param

right 陣列右下標

16*

@param

temp 用於存放合併後的有序序列的陣列

17*/

18public

static

void split(int arr, int left, int right, int

temp)

22 system.out.println("拆分第"+(count++)+"次");

23int mid = left + (right - left) / 2;

24//

向左拆分

25split(arr, left, mid, temp);

26//

向右拆分

27 split(arr, mid + 1, right, temp);

28//

每次拆分後都執行合併

29merge(arr, left, mid, right, temp);30}

3132

/**33

* 合併兩個各自有序序列(以mid為界)34*

35*

@param

arr 原始陣列

36*

@param

left 陣列左邊下標

37*

@param

mid 陣列中間下標

38*

@param

right 陣列右邊下標

39*

@param

temp 用於存放新的有序陣列

40*/

41public

static

void merge(int arr, int left, int mid, int right, int

temp) else

58 t++;59}

60//

有一邊已經全部複製到temp中了

61if (i <=mid)

68 } else

if (j <=right) 75}

76//

將temp複製到原arr中

77 t = 0;

78while (left <=right) 83}

84 }

我們都知道在jvm記憶體模型中,執行緒每呼叫乙個方法就會將該方法壓入本執行緒的棧中。在遞迴方法的呼叫過程中也是如此,只不過每次壓棧的方法名都相同,這裡我們為了好區分遞迴執行到哪一層,人為的為遞迴方法編號,即每遞迴一次編號加1。如上圖所示,陣列8,4,5,7,1,3,6,2,9,10第一次拆分時,left = 0,right=9,mid=4 (三者均表示下標),然後繼續向左遞迴拆分即split1方法入棧,此時left=0,right=4,mid=2。然後繼續向左遞迴拆分。。。。直到left=right即只剩下乙個數字無法再拆分,即我們上圖中的split4,所以split4方法出棧回溯到方法split3中,split3**向下執行,執行向右遞迴拆分,這裡我們為了方便區分,將向右遞迴的過程又畫了乙個棧來表示,即上圖中間的棧圖,此時向右遞迴的split0入棧,此時left=right=1,split0出棧,split3繼續向下執行,即執行merge合併方法,此時合併方法引數left=0,right=1,mid=0,即8和4兩個分別有序的陣列進行合併(單個數字內部當然有序)。

merge方法執行完後,split3遞迴方法執行完畢,出棧,回溯到遞迴方法split2中,繼續執行上述步驟。需要說明的是,上述過程在向右遞迴時由於mid後面只有乙個數字4,所以left=right=1,所以向右遞迴方法直接出棧,而在向左遞迴執行到split1時,mid後面有兩個數字7,1所以在向右遞迴時會將當前陣列(7,1)繼續執行向左向右拆分,以保證陣列與其他陣列進行合併前內部有序。

下面以最後一次合併為例,**合併的執行過程。即1,4,5,7,8與2,3,6,9,10兩個有序陣列的合併過程

以上就是歸併排序的執行原理,主要分為以下步驟:

1.遞迴的方式進行拆分,將大的陣列拆分成小的陣列,直到剩餘乙個不能拆分

2.回溯的時候進行合併,合併時以mid為界,左右兩邊各自有序,通過額外的空間temp陣列,將兩個有序陣列合併到乙個有序陣列中

3.將合併後的陣列複製到原陣列中,當回溯完成時整個陣列有序

經典排序之歸併排序

package 歸併排序 歸併排序的思想 將陣列從中間分開,然後利用遞迴的方法將左右子串行均拆開 再借助乙個陣列歸併左右序列,排序是在歸併時進行的,最後將資料複製到原始陣列中 public class mergesort public static void main string args ret...

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include include include include 分治法排序 1 分解。2 解決。3 合併。void merge int a,int p,int q,int r else void divide int a,int length int main int length sizeof a...