数据结构与算法（JAVA篇）之递归算法（三）

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* @author SunnyMoon
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* 概念介绍：
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* 归并排序：归并算法的中心是归并两个已经有序的数组，并且递归调用归并操作。
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* 归并排序优点和缺点：比简单排序在速度上快很多；归并排序会占用双倍的存储空间。
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* 归并排序的效率：归并排序的时间复杂度是 O(N*LogN)；简单排序的复杂度是O(N2)。
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public class Recursion3 {

private long[] theArray;
private int nElems;

public Recursion3(int max) {//初始化数组
theArray = new long[max];
nElems = 0;
}

public void insert(long value) {//插入数据
theArray[nElems] = value;
nElems++;
}

public void display() {//显示数组中的数据
for (int j = 0; j < nElems; j++) {
System.out.print(theArray[j]+","+" ");
}
}
/**
* 归并排序算法
*/
public void mergeSort() {
long[] workSpace = new long[nElems];//创建一个工作数组，用于排序操作使用
recMergeSort(workSpace, 0, nElems - 1);//执行归并排序操作
}

/**
* 递归分割数据到基本单位
*/
private void recMergeSort(long[] workSpace, int lowerBound, int upperBound) {
if (lowerBound == upperBound) {
return;
} else {
int mid = (lowerBound + upperBound) / 2;
recMergeSort(workSpace, lowerBound, mid);
recMergeSort(workSpace, mid + 1, upperBound);
merge(workSpace, lowerBound, mid + 1, upperBound);
}
}

/**
* 归并操作将基本单位归并成整个有序的数组
*/
private void merge(long[] workSpace, int lowPtr, int highPtr, int upperBound) {
int j = 0;
int lowerBound = lowPtr;
int mid = highPtr - 1;
int n = upperBound - lowerBound + 1;

while (lowPtr <= mid && highPtr <= upperBound) {
if (theArray[lowPtr] < theArray[highPtr]) {
workSpace[j++] = theArray[lowPtr++];
} else {
workSpace[j++] = theArray[highPtr++];
}
}
while (lowPtr <= mid) {
workSpace[j++] = theArray[lowPtr++];
}
while (highPtr <= upperBound) {
workSpace[j++] = theArray[highPtr++];
}
for (j = 0; j < n; j++) {
theArray[lowerBound + j] = workSpace[j];
}
}
public void println(String str){
System.out.println(str);
}
}

class MergeSortApp {//主程序

public static void main(String[] args) {
int maxSize = 100;
Recursion3 arr = new Recursion3(maxSize);
/**
* 插入值到数组
*/
arr.insert(64);
arr.insert(21);
arr.insert(11);
arr.insert(33);
arr.insert(12);
arr.insert(85);
arr.insert(44);
arr.insert(99);
arr.insert(3);
arr.insert(0);
arr.insert(108);
arr.insert(36);

arr.println("显示排序前数据：");
arr.display();
arr.println("");

arr.mergeSort();

arr.println("显示排序后数据：");
arr.display();
arr.println("");
}
}
/**
*
* 显示排序前数据：
* 64, 21, 11, 33, 12, 85, 44, 99, 3, 0, 108, 36,
* 显示排序后数据：
* 0, 3, 11, 12, 21, 33, 36, 44, 64, 85, 99, 108,
*/

/**
* 总结：
* 归并排序比简单排序的效率高很多，把递归发挥的淋漓尽致，大家可以试一下。
* 最后给出归并排序工作过程图解。
*/