算法篇:Java实现九种排序算法8:归并排序

基本思想:归并（Merge）排序法是将两个（或两个以上）有序表合并成一个新的有序表，即把待排序序列分为若干个子序列，每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。

原理
归并排序是一种递归算法，不断将列表拆分为一半，如果列表为空或有一个项，则按定义进行排序。如果列表有多个项，我们分割列表，并递归调用两个半部分的合并排序。一旦对两半排序完成，获取两个较小的排序列表并将它们组合成单个排序的新列表的过程

归并细节：

比如有两个已经排序好的数组，如何将他归并成一个数组？

我们可以开辟一个临时数组来辅助我们的归并。也就是说他比我们插入排序也好，选择排序也好多使用了存储的空间，也就是说他需要o（n）的额外空间来完成这个排序。只不过现在计算机中时间的效率要比空间的效率重要得多。无论是内存也好还是硬盘也好可以存储的数据越来越多，所以设计一个算法，时间复杂度是要优先考虑的。

整体来讲我们要使用三个索引来在数组内进行追踪。

蓝色的箭头表示最终选择的位置，而红色的箭头表示两个数组当前要比较的元素，比如当前是2与1比较，1比2小，所以1放到蓝色的箭头中，蓝色的箭头后移，1的箭头后移。

然后2与4比较，2比4小那么2到蓝色的箭头中，蓝色箭头后移，2后移，继续比较…….

归并思路就是这样了，最后唯一需要注意的是那个先比较完的话，那么剩下的直接不需要比较，把后面的直接移上去就可以了，这个需要提前判定一下。

java实现

public class GuiBin {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,1,8};
        System.out.println("排序之前：");
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i]+" ");
        }
        //归并排序
        mergeSort(a,0,a.length-1);
        System.out.println();
        System.out.println("排序之后：");
        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i]+" ");
        }
    }

    private static void mergeSort(int[] a, int left, int right) {
        if(left<right){
            int middle = (left+right)/2;
            //对左边进行递归
            mergeSort(a, left, middle);
            //对右边进行递归
            mergeSort(a, middle+1, right);
            //合并
            merge(a,left,middle,right);
        }
    }

    private static void merge(int[] a, int left, int middle, int right) {
        int[] tmpArr = new int[a.length];
        int mid = middle+1; //右边的起始位置
        int tmp = left;
        int third = left;
        while(left<=middle && mid<=right){
            //从两个数组中选取较小的数放入中间数组
            if(a[left]<=a[mid]){
                tmpArr[third++] = a[left++];
            }else{
                tmpArr[third++] = a[mid++];
            }
        }

        //将剩余的部分放入中间数组
        while(left<=middle){
            tmpArr[third++] = a[left++];
        }
        while(mid<=right){
            tmpArr[third++] = a[mid++];
        }
        //将中间数组复制回原数组
        while(tmp<=right){
            a[tmp] = tmpArr[tmp++];
        }
    }
}