Java 归并排序

/**
* 归并排序 O(N*logN)
* 把一个数组分成两半，排序每一半，然后将两个有序的数组，用merge()归并成一个完整的有序数组
*
* 利用递归，将数组递归拆分: size/2 再 /2 再 /2 ....
*
* @author stone
*
*/
public class MergeSort {

public static void main(String[] args) {
int[] a = {1,3,66,81,95};
System.out.println("------排序前a------");
Util.printArray(a);

int[] b = new int[]{77,88,99};
System.out.println("------排序前b------");
Util.printArray(b);

int[] c = new int[a.length + b.length];
merge(a, b, c);
System.out.println("------两个有序数组归并后c------");
Util.printArray(c);
System.out.println();

int[] ary = Util.generateIntArray(10);
System.out.println("------排序前ary------");
Util.printArray(ary);
int[] temp = new int[ary.length];
mergeSort(ary, 0, ary.length - 1, temp);
System.out.println("------排序前后ary------");
Util.printArray(ary);
}

//合并两个有序a和b， 到第三方c
private static void merge(int[] a, int[] b, int[] c) {
int n = a.length;
int m = b.length;
int i,j,k;
i = j = k = 0;
while (i < n && j < m) {
if (a[i] < b[j]) {
c[k++] = a[i++]; //c[0] = a[0] ...
} else {
c[k++] = b[j++];
}
//			System.out.println("i=" + i + ",j=" +j);
} //有一个数组下标结束了

while (i < n) {
c[k++] = a[i++];
}
while (j < m) {
c[k++] = b[j++];
}

}

/*
归并排序具体工作原理如下（假设序列共有n个元素）：
将序列每相邻两个数字进行归并操作（merge)，形成floor(n/2)个序列，排序后每个序列包含两个元素
将上述序列再次归并，形成floor(n/4)个序列，每个序列包含四个元素
重复步骤2，直到所有元素排序完毕
*/
private static void mergeArray(int a[], int first, int mid, int last, int temp[]) {
int i = first;
int j = mid + 1;
int m = mid;
int n = last;
int k = 0; //目标存储索引

while (i <= m && j <= n) { //i左 j右
if (a[i] < a[j]) {
temp[k++] = a[i++];
} else {
temp[k++] = a[j++];
}
}

while (i <= m)   {
temp[k++] = a[i++];
}
while (j <= n) {
temp[k++] = a[j++];
}

//每次合并的时候是从first到last比较的，所以用temp的first到last存这个区间的已排数据，置到a中

for (i = 0; i < k; i++)
a[first + i] = temp[i];
}
/*
* 可以将A，B组各自再分成二组。依次类推，当分出来的小组只有一个数据时，
* 可以认为这个小组组内已经达到了有序，然后再合并相邻的二个小组就可以了
*/
private static void mergeSort(int a[], int first, int last, int temp[])   {
if (first < last) {
int mid = (first + last) >> 1;
mergeSort(a, first, mid, temp);//左
mergeSort(a, mid + 1, last, temp);//右
mergeArray(a, first, mid, last, temp);
//			System.out.println("\n----- 一次归并 start -----");
//			Util.printArray(a);
//			System.out.println("----- 一次归并 end -----\n");
}
}

}

/**
* 产生随机int[]
* @param size  数组长度
* @return
*/
public static int[] generateIntArray(int size) {
Random random = new Random();
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

int temp;
for (int i = 0; i < size; i++) {
temp = random.nextInt(size);
if (list.contains(temp)) {
i--;
continue;
}
list.add(temp);

}
int[] ary = new int[size];
for (int i = 0; i < size; i++) {
ary[i] = list.get(i);
}
return ary;
}