經典排序演算法 5 歸併排序

2021-10-19 12:06:56 字數 2133 閱讀 9233

歸併排序採用分治的方法,將陣列對半地拆分成子陣列,最後再有序地合併子陣列(merge:雙指標法,比較指標元素的大小來有序合併)。

時間複雜度分析:

設陣列長為n,將陣列分成小陣列一共要logn步,每步都是乙個合併有序陣列的過程,時間複雜度記為o(n),故一共為o(nlogn)。歸併排序的效能不受初始資料的影響,不管初始資料如何,歸併排序的時間複雜度都是o(nlogn)。

空間複雜度:

需要申請與目標陣列等長的臨時陣列,空間複雜度o(n)。

穩定性:

如果相同值,但不在同一子陣列,有序合併的時候會按照原有的前後順序合併給臨時陣列,所以合併之後,相同值元素的前後順序不變。

應用:歸併排序的比較次數小於快速排序的比較次數,移動次數一般多於快速排序的移動次數。一般用於對總體無序,但是各子陣列相對有序的陣列

**如下:

public class main ;

system.out.print("排序前:");

arrprint(arr);

mergesort(arr);

system.out.print("排序後:");

arrprint(arr);

}// 歸併排序

// 初始化臨時陣列temp,用於儲存合併好的陣列。呼叫歸併排序遞迴函式mergesort,

// 左指標初始化為頭索引0,右指標初始化為尾索引arr.length-1。

private static void mergesort(int arr)

// 歸併排序的遞迴函式

// 輸入為:待排序陣列arr,左指標left,右指標right,臨時陣列temp。

//// 遞迴函式終止條件為當左指標left >= 右指標right(即當無法再對半切分陣列時),

// 將取左右索引的中間位置mid=(left + right)/2,用於對半切分陣列為左右子陣列。

// 之後mid將作為歸併排序左子陣列的終點,mid+1作為歸併排序右子陣列的起點。

// 遞迴呼叫mergesort,對左半邊陣列歸併排序,得到有序左陣列。

// 遞迴呼叫mergesort,對右半邊陣列歸併排序,得到有序右陣列。

// 合併函式merge,在遞迴回來之後,合併兩個有序的左右陣列。

private static void mergesort(int arr, int left, int right, int temp)

}// 合併函式

// 合併兩個有序子陣列,定義l=left為左陣列指標,r=mid+1為右陣列指標。

// 第乙個while,雙指標在左右陣列遍歷的元素將進行比對,將小的那個存入temp,

// 存入之後temp指標t右移,存入元素的左右陣列指標l/r右移。

// 待左陣列(右陣列)存完了,右陣列(左陣列)陣列執行第三個(第二個)while,

// 將剩餘元素存入temp。

// 最後乙個while將temp中所有元素複製入arr。

private static void merge(int arr, int left, int mid, int right, int temp)

while (l <= mid)

while (r <= right)

t = 0;

while (left <= right)

}// 輔助函式:將int 列印出來

private static void arrprint(int arr)

str.delete(str.length() - 2, str.length());

system.out.println(str.tostring());}}

輸出

排序前:[3, 3, 5, 6, 2, 1, 9, 7]

排序後:[1, 2, 3, 3, 5, 6, 7, 9]

例項的動畫演示如下:

歸併排序(省略merge):

merge函式:

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