Algs4-2.2.11 改进的Merge排序

Problem:

Code:

package sed.algorithm.chapter2.section2;

import edu.princeton.cs.introcs.StdOut;
import edu.princeton.cs.introcs.StdRandom;

public class ImprovingMerge {

public static void sort(Comparable[] a){
//aux 数组用于辅助队a的排序
Comparable[] aux = new Comparable[a.length];
//对aux数组进行初始化
System.arraycopy(a, 0, aux, 0, a.length);
sort(a, aux, 0, a.length - 1);

}

//输入的各参数中我们认为aux数组已经是半幅有序的了。
private static void sort(Comparable[] a, Comparable[] aux, int lo, int hi ){

//当字数组大小小于特定值时用插入排序，避免小数组上无效率的递归归并
if (hi-lo <= 7) {
insertionSort(a,lo,hi);
return;
}
if(hi <= lo) return;
int mid = lo+(hi -lo)/2;

//在子排序中交换 a, 和 aux的角色以消除不必要的复制
sort(aux, a, lo, mid);
sort(aux, a, mid+1, hi);
//如果aux数组部分已经是有序的，那么将其对应部分复制给a
if (!less(aux[mid+1], aux[mid])) {
System.arraycopy(aux, lo, a, lo, hi-lo+1);
return ;
}
//从aux数组归并到a数组
merge(a, aux, lo, mid, hi);
}

public static void insertionSort(Comparable[] a, int lo, int  hi){

for (int i = lo; i <= hi; i++) {
//一开始此处的额j>lo写成了j>0 这个bug用了好长时间才找到
for (int j = i; j > lo && less(a[j], a[j-1]); j--) {
exch(a, j, j - 1);
}
}
}

public static void merge(Comparable[] a, Comparable[] aux, int lo, int mid, int hi){
int i = lo, j = mid+1;

for (int k = lo; k <= hi; k++) {
if      (i > mid)               a[k]=aux[j++];
else if (j > hi )               a[k]=aux[i++];
else if (less(aux[j], aux[i]))  a[k]=aux[j++];
else                            a[k]=aux[i++];
}
}

private static boolean less(Comparable v, Comparable w){
return v.compareTo(w) < 0;
}

private static void exch(Comparable[] a, int i, int j){
Comparable t = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = t;
}
private static void show(Comparable[] a){
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
StdOut.print(a[i] + " " );
}

StdOut.println();
}

public static boolean isSorted(Comparable[] a){
for (int i = 1; i < a.length; i++) {
if (less(a[i], a[i-1])) {
return false;
}
}

return true;
}

public static Comparable[] generateArray(int N){
Comparable[] array = new Comparable
;
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
array[i]=StdRandom.uniform();
}

return array;
}

public static void main(String[] args) {

for (int i = 1; i <= 1024; i++) {
Comparable[] a = generateArray(i);
sort(a);
if (!isSorted(a)) {
show(a);
System.out.println("You know!");
break;
}
}

}

}

Notes:

递归的思想不是很好理解，有时候总是让人感觉到隔着一层什么东西。这恐怕要大量的练习和思考才能真正明白。
化繁为简，分而治之。一定要有一个基本的可解决的子问题，而整个问题的解决可以划归到解决这个子问题上来。