Java中的排序算法源码分析

Java API中的排序算法为归并排序(Arrays.sort())，但不是标准的归并，而是进行了一些修改。修改之处是：对于较小规模的数据会进行交换排序，判断的依据是元素的个数小于阈值（INSERTIONSORT_THRESHOLD：7）。

标准的归并是将序列通过递归的方式分割为两个有序子序列，递归终止的条件是直到序列中只有一个元素而自然有序；而修改后的归并排序是在分割的过程中，当子序列较小时(<7)，则使用交换法使得序列有序，然后进行回溯，对序列进行归并。

它是归并排序+交换排序的结合使用，从而达到更好的效率。

另外值得说明的是：源代码的注释中称对于小序列使用的方法是insertion sort（插入排序），但从代码来看，他应该是交换排序，因为插入排序只需要元素后移，而不需要交换。

 

源代码分析：

对于小序列，使用交换排序使得序列有序；注意它是递归分割时递归的终止条件

进行递归分割，中间点mid = (high+low)/2, 得到两个有序子序列（[low,mid)和[mid,high]）

将有序子序列进行归并

如果第一个有序序列的最后一个值(最大值)比第二个有序序列的第一个值(最小值)还要小，说明两个序列可以连接在一起，仍然是有序的

否则，从两个子序列中选择性进行拷贝，使得数据元素依然有序

 

private static void mergeSort(Object[] src,
                  Object[] dest,
                  int low,
                  int high,
                  int off) {
    int length = high - low;

    // Insertion sort on smallest arrays
        if (length < INSERTIONSORT_THRESHOLD) {
            for (int i=low; i<high; i++)
                for (int j=i; j>low &&
             ((Comparable) dest[j-1]).compareTo(dest[j])>0; j--)
                    swap(dest, j, j-1);
            return;
        }

        // Recursively sort halves of dest into src
        int destLow  = low;
        int destHigh = high;
        low  += off;
        high += off;
        int mid = (low + high) >> 1;
        mergeSort(dest, src, low, mid, -off);
        mergeSort(dest, src, mid, high, -off);

        // If list is already sorted, just copy from src to dest.  This is an
        // optimization that results in faster sorts for nearly ordered lists.
        if (((Comparable)src[mid-1]).compareTo(src[mid]) <= 0) {
            System.arraycopy(src, low, dest, destLow, length);
            return;
        }

        // Merge sorted halves (now in src) into dest
        for(int i = destLow, p = low, q = mid; i < destHigh; i++) {
            if (q >= high || p < mid && ((Comparable)src[p]).compareTo(src[q])<=0)
                dest[i] = src[p++];
            else
                dest[i] = src[q++];
        }
    }

 

    private static void swap(Object[] x, int a, int b) {
    Object t = x[a];
    x[a] = x[b];
    x[b] = t;
    }