Java数据结构与算法——归并排序（图解）（算法效率测试）

归并排序

说明：归并排序是利用归并的思想实现的排序方法，该算法采用经典的分治策略，分治法将问题分成一些小的问题然后递归求解，而治的阶段则将分的阶段得到的各答案"修补”在一起，即分而治之。
下面展示图解过程：

归并排序思想示意图2—合并相邻有序子序列
再来看看治阶段，我们需要将两个已经有序的子序列合并成- -个有序序列， 比如上图中的最后一次合并，要将[4，5，7，8]和[1，2，3，6]两个已经有序的子序列，合并为最终序列[1，2，3，4，5，6，7，8],来看下实现步骤
代码：

package sort;

import javax.sound.midi.Soundbank;
import java.lang.reflect.Array;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;

public class MergetSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {8,4,5,7,1,3,6,2};
        int temp[] = new int[arr.length];//归并需要额外开辟空间
        mergeSort(arr,0,arr.length-1,temp);
        System.out.println("归并排序结果: "+Arrays.toString(arr));


        /*
        int [] arr1 = new int[8000000];
        for (int i=0; i < 8000000;i++){
            arr1[i] = (int)(Math.random()* 8000000);
        }
        Date date1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String date1str = simpleDateFormat.format(date1);
        System.out.println("排序前的时间="+date1str);
        int[] temp = new int[arr1.length];
        mergeSort(arr1,0,arr1.length-1,temp);
        Date date2 = new Date();
        String date2str = simpleDateFormat.format(date2);
//        System.out.println("排序后" + Arrays.toString(arr1));
        System.out.println("排序后的时间="+date2str);
        */


    }
    //分解方法
    public static void mergeSort(int[] arr,int left,int right,int[] temp){
        if (left < right){
            int mid = (left + right)/2;
            //左递归
            mergeSort(arr,left,mid,temp);
            //右递归
            mergeSort(arr,mid+1,right,temp);
            merge(arr,left,mid,right,temp);
        }
    }
    //合并方法
    /**
     *
     * @param arr 排序的原始数组
     * @param left 左边的有序序列的初始索引
     * @param mid 中间索引
     * @param right 右边的索引
     * @param temp 中转的数组
     */
    public static void merge(int[] arr,int left,int mid,int right,int[] temp){
        int i = left; // 初始化i，左边有序序列的初始索引
        int j = mid + 1;//初始化j，右边有序序列的初始索引
        int t = 0; //指向temp数组的当前索引
        //先把左右两边的数据按规则拷贝到temp中
        //直到左右两边有一边处理完毕为止
        while(i <= mid && j <=right){
            if (arr[i] <= arr[j]){
                //如果左边的有序序列的当前元素，小于等于右边的当前元素
                //将左边元素拷贝到temp数组中，然后t++，i++
                temp[t] = arr[i];
                t++;
                i++;
            }else{
                temp[t] = arr[j];
                t++;
                j++;
            }
        }
        //有剩余数据的一边的数据依次全部填充temp中
        while(i <= mid){
            temp[t] = arr[i];
            t++;i++;
        }
        while(j <= right){
            temp[t] = arr[j];
            t++;j++;
        }
        //将temp数组拷贝到arr
        t = 0;
        int tempLeft = left;
        while(tempLeft <= right){
            arr[tempLeft] = temp[t];
            t++;
            tempLeft ++;
        }
    }
}