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Java归并排序举例分析

发表于:2026-11-02 作者:千家信息网编辑
千家信息网最后更新 2026年11月02日,这篇文章主要介绍"Java归并排序举例分析",在日常操作中,相信很多人在Java归并排序举例分析问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答"Java归并排序举例分析"
千家信息网最后更新 2026年11月02日Java归并排序举例分析

这篇文章主要介绍"Java归并排序举例分析",在日常操作中,相信很多人在Java归并排序举例分析问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对大家解答"Java归并排序举例分析"的疑惑有所帮助!接下来,请跟着小编一起来学习吧!

归并排序原理

1.尽可能的一组数据拆分成两个元素相等的子组,并对每一个子组继续拆分,直到拆分后的每个子组的元素个数是1为止。
⒉将相邻的两个子组进行合并成一个有序的大组。
3.不断的重复步骤2,直到最终只有一个组为止。

归并排序API设计

类名Merge
构造方法Merge():创建Merge对象
成员方法

1.public static void sort(Comparable[] a):对数组内的元素进行排序

2.private static void sort(Comparable[] a,int lo,int hi):对数组a中从索引lo到索引hi之间的元素进行排序

3.private static void merge(Comparable[] a,int lo,int mid,int hi):从索引lo到索引mid为一个子组,从索引mid+1到索引hi为另一个子组,把数组a中的这两个子组的数据合并成一个有序的大组(从索引lo到索引hi)

4.private static boolean less(Comparable v,Comparable w):判断v是否小于w

5.private static void exchange(Comparable[] a,int i,int j):交换a数组中,索引i和索引j处的值

成员变量private static ComParable[] assit:完成归并操作需要的辅助数组

归并排序代码实现

public class Merge {    //辅助数组    private static Comparable[] assist;    //对数组a中的元素进行排序    public static void sort(Comparable[] a){        assist=new Comparable[a.length];        int lo=0;        int hi=a.length-1;        sort(a,lo,hi);    }    //对数组a中从lo到hi的元素进行排序    private static void sort(Comparable[] a,int lo,int hi){        if(hi<=lo){            return;        }        int mid=lo+(hi-lo)/2;        //对lo到mid之间的元素进行排序        sort(a,lo,mid);        //对mid+1到hi之间的元素进行排序        sort(a,mid+1,hi);        //对lo到mid这组数据和mid到hi这组数据进行归并        merge(a,lo,mid,hi);    }    //对数组中,从lo到mid为一组,从mid+1到hi为一组,对这两组数据进行归并    public static void merge(Comparable[] a,int lo,int mid,int hi){        //lo到mid这组数据和mid+1到hi这组数据归并到辅助数组assist对应的索引处        int i=lo;//定义一个指针,指向assist数组中开始填充数据的索引        int p1=lo;//定义一个指针,指向第一组数据的第一个元素        int p2=mid+1;//定义一个指针,指向第二组数据的第一个元素        //比较左边小组和右边小组中的元素大小,哪个小,就把哪个数据填充到assist数组中        while(p1<=mid&&p2<=hi){            if(less(a[p1],a[p2])){                assist[i++]=a[p1++];            }else{                assist[i++]=a[p2++];            }        }        //把未填充的数据填到assist中        while(p1<=mid){            assist[i++]=a[p1++];        }        while(p2<=hi){            assist[i++]=a[p2++];        }        for(int index=lo;index<=hi;index++){            a[index]=assist[index];        }    }    //比较v元素是否小于w元素    private static boolean less(Comparable v,Comparable w){        return v.compareTo(w)<0;    }    //数组元素i和j交换位置    private static void exchange(Comparable[] a,int i,int j){        Comparable t=a[i];        a[i]=a[j];        a[j]=t;    } }//测试代码 class Test{    public static void main(String[] args) {        Integer[] a={8,4,6,5,7,1,3,6,2};        Merge.sort(a);        System.out.println(Arrays.toString(a));    }}

归并排序的时间复杂度分析

归并排序是分治思想的最典型的例子,上面的算法中,对a[lo..hi]进行排序,先将它分为a[lo..mid]和a[mid+1..hi]两部分,分别通过递归调用将他们单独排序,最后将有序的子数组归并为最终的排序结果。该递归的出口在于如果一个数组不能再被分为两个子数组,那么就会执行merge进行归并,在归并的时候判断元素的大小进行排序。

用树状图来描述归并,如果一个数组有8个元素,那么它将每次除以2找最小的子数组,共拆log8次,值为3,所以树共有3层那么自顶向下第k层有2^k个子数组,每个数组的长度为2^(3-k),归并最多需要2^(3-k)次比较。因此每层的比较次数为2^k * 2^(3-k)=2^3,那么3层总共为3*2^3。

假设元素的个数为n,那么使用归并排序拆分的次数为log2(n).所以共log2(n)层,那么使用log2(n)替换上面3*2^3中的3这个层数,最终得出的归并排序的时间复杂度为︰log2(n)*2^(log2(n))=log2(n)*n,根据大O推导法则,忽略底数,最终归并排序的时间复杂度为O(nlogn);
归并排序的缺点∶
需要申请额外的数组空间,导致空间复杂度提升,是典型的以空间换时间的操作。

到此,关于"Java归并排序举例分析"的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注网站,小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!

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