《归并排序》——Java实现

这次的代码是在一篇博客找到的，忘记是哪个了，所以原主人希望指出转载的话，请联系。

归并排序是用了分治的思想，就是将大问题不断拆分成与原问题相同但是规模更小的问题，当将每个小问题都解决后，大问题自然就解决了。

在排序中，是将数组拆成两部分，然后将这两个部分继续拆分，直到拆成一个，因为一个元素默认就是有序的了，然后开始合并，两两合并，合并的时候两组排序，最后就是合并成功，数组有序。

平均时间复杂度是O(n log n)，不过这个需要额外的空间作中转，所以还有空间复杂度是O(n)。

public class MergeSort implements IArraySort{

    @Override
    public int[] sort(int[] arr) {
        // 复制数组，不对入参修改
        int[] newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length);

        int[] t = new int[newArr.length];
        mergeSort(newArr,0,newArr.length-1,t);
        return newArr;
    }

    //分+合方法
    public void mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) {
        if(left < right) {
            int mid = (left + right) / 2; //中间索引
            //向左递归进行分解
            mergeSort(arr, left, mid, temp);
            //向右递归进行分解
            mergeSort(arr, mid + 1, right, temp);
            //合并
            merge(arr, left, mid, right, temp);

        }
    }

    //合并的方法
    /**
     *
     * @param arr 排序的原始数组
     * @param left 左边有序序列的初始索引
     * @param mid 中间索引
     * @param right 右边索引
     * @param temp 做中转的数组
     */
    public 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

        //(一)
        //先把左右两边(有序)的数据按照规则填充到temp数组
        //直到左右两边的有序序列，有一边处理完毕为止
        while (i <= mid && j <= right) {//继续
            //如果左边的有序序列的当前元素，小于等于右边有序序列的当前元素
            //即将左边的当前元素，填充到 temp数组
            //然后 t++, i++
            if(arr[i] <= arr[j]) {
                temp[t] = arr[i];
                t += 1;
                i += 1;
            } else { //反之,将右边有序序列的当前元素，填充到temp数组
                temp[t] = arr[j];
                t += 1;
                j += 1;
            }
        }

        //(二)
        //把有剩余数据的一边的数据依次全部填充到temp
        while( i <= mid) { //左边的有序序列还有剩余的元素，就全部填充到temp
            temp[t] = arr[i];
            t += 1;
            i += 1;
        }

        while( j <= right) { //右边的有序序列还有剩余的元素，就全部填充到temp
            temp[t] = arr[j];
            t += 1;
            j += 1;
        }


        //(三)
        //将temp数组的元素拷贝到arr
        //注意，并不是每次都拷贝所有
        t = 0;
        int tempLeft = left; 
        while(tempLeft <= right) {
            arr[tempLeft] = temp[t];
            t += 1;
            tempLeft += 1;
        }

    }
}