• Java常见排序算法之归并排序


        在学习算法的过程中,我们难免会接触很多和排序相关的算法。总而言之,对于任何编程人员来说,基本的排序算法是必须要掌握的。

    从今天开始,我们将要进行基本的排序算法的讲解。Are you ready?Let‘s go~~~

    1、排序算法的基本概念的讲解

         时间复杂度:需要排序的的关键字的比较次数和相应的移动的次数。

         空间复杂度:分析需要多少辅助的内存。

         稳定性:如果记录两个关键字的A和B它们的值相等,经过排序后它们相对的位置没有发生交换,那么我们称这个排序算法是稳定的。

                  否则我们称这个排序算法是不稳定的。

       

        排序算法的常见分类:

        1、内部排序(最常见的一种排序方式,不需要借助第三方辅助存储工具)

        2、外部排序(需要借助外部存储来辅助完成相关的排序操作)

            如果参与排序的数据元素非常的多,数据量非常的大,计算机无法把整个排序过程放到内存中进行的话,

            我们必须借助外部存储器如磁盘来完成,这种排序方式,我们称之为外部排序。

            其中外部排序最常见的就是多路归并排序,即将原始文件分解成多个能够一次性装入内存的部分,分别把每一部分调入

            内存完成相应的排序,接下来在对多个有序的外部文件进行多路归并排序。

      

       对于我们绝大多数的程序员而言,我们经常遇到的为内部排序。接下来我们将要对常见的内部排序进行相应的讲解。

        今天要讲解的内部排序为:

       归并排序

      1.归并排序的基本概念的讲解

    归并排序建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。
    将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个
    有序表,称为二路归并。
     
    归并过程为:比较a[i]和a[j]的大小,若a[i]≤a[j],则将第一个有序表中的元素a[i]复制到r[k]中,并令i和k分别加上1;
    否则将第二个有序表中的元素a[j]复制到r[k]中,并令j和k分别加上1,如此循环下去,直到其中一个有序表取完,然后再将
    另一个有序表中剩余的元素复制到r中从下标k到下标t的单元。归并排序的算法我们通常用递归实现,先把待排序区间[s,t]以
    中点二分,接着把左边子区间排序,再把右边子区间排序,最后把左区间和右区间用一次归并操作合并成有序的区间[s,t]。
     
    归并操作(merge),也叫归并算法,指的是将两个顺序序列合并成一个顺序序列的方法。
    如 设有数列{6,202,100,301,38,8,1}
    初始状态:6,202,100,301,38,8,1
    第一次归并后:{6,202},{100,301},{8,38},{1},比较次数:3;
    第二次归并后:{6,100,202,301},{1,8,38},比较次数:4;
    第三次归并后:{1,6,8,38,100,202,301},比较次数:4;
    总的比较次数为:3+4+4=11,;
    逆序数为14;

      2.归并排序的Java代码实现

       

    package com.yonyou.test;
    
    
    /**
     * 内部排序算法之归并排序
     * 默认按照从小到大进行排序操作
     * @author 小浩
     * @创建日期 2015-3-27
     */
    public class Test{
    	public static void main(String[] args) {
       //需要进行排序的数组
    	int[] array=new int[]{8,3,2,1,7,4,6,5};
    	 //输出原数组的内容
        printResult(array);
    	//归并排序操作
    	sort(array,0,array.length-1);
    	//输出排序后的相关结果
    	printResult(array);
    	}
    	
    	
    	/**
    	 * 归并排序
    	 * @param array
    	 */
    	private static void sort(int[] array,int i,int j) {
    		if(i<j)
    		{
    			int middle=(i+j)/2;
    			//递归处理相关的合并事项
    			sort(array,i,middle);
    			sort(array,middle+1,j);
    			merge(array,i,middle,j);			
    		}
    	}
    
    
        /**
         * 合并相关的数组内容
         * 同时使合并后的数组仍然有序
         * @param array
         * @param i
         * @param middle
         * @param j
         *  4 5 6     9 10 11
         * 
         */
    	private static void merge(int[] array, int i, int middle, int j) {
            //创建一个临时数组用来存储合并后的数据
    		int[] temp=new int[array.length];
    		int m=i;
    		int n=middle+1;
    		int k=i;
    		while(m<=middle&&n<=j)
    		{
    			if(array[m]<array[n])
    				temp[k++]=array[m++];
    			else
    				temp[k++]=array[n++];
    		}
    		//处理剩余未合并的部分
    		while(m<=middle)
    		{
    			temp[k++]=array[m++];
    		}
    		while(n<=j)
    		{
    			temp[k++]=array[n++];
    		}
    		//将临时数组中的内容存储到原数组中
    		while(i<=j)
    		{
    			array[i]=temp[i++];
    		}
    	}
    
    
    	/**
         *                                        
    	 * 输出相应数组的结果
    	 * @param array
    	 */
    	private static void printResult(int[] array) {
           for(int value:array)		
        	   System.out.print(" "+value+" ");
          System.out.println();
    	}
    
    	/**
    	 * 交换数组中两个变量的值
    	 * @param array
    	 * @param i
    	 * @param j
    	 */
    	private static void swap(int[] array,int i,int j){
    		int temp=array[i];
    		array[i]=array[j];
    		array[j]=temp;
    	}
    }
    

      

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