阐述:
归并排序是将两个有序表合并成新的有序表;
而子序列的划分是递归地将待排序集合折半划分多个子序列,类似一个二叉树,
另外上面的递归操作大多会涉及分治思想,通俗讲就是各个分支上的子序列的有序,为最大的序列的有序埋下基础。
所以需要lgN趟的二路合并(假设集合的规模是N),每趟合并的复杂度是O(N),故其时间复杂度无论是在最好情况下还是在最坏情况下均是O(N*lgN)。
归并排序在划分子序列,二路合并有序集合时并没有改变两个相同元素的相对位置,故而是稳定的。
但是,归并排序需要额外的临时存储空间来暂存归并好的结果,所以空间复杂度是O(N)。
归并排序的关键字是:有序集合的合并;子序列的划分方式(如二路归并是通过递归地折半划分)
效果图:
大家可以看到处理每一趟归并的走位,就像我们遍历二叉树的顺序。
代码(c#):
////// 归并排序入口 /// public static void DoMergeSort_Entrance() { List listNum = new List () { 25, 19, 6, 58, 34, 10, 7, 98, 160, 0 }; DoMergeSort_Sort(listNum, 0, listNum.Count - 1); } ////// 归并排序, 排序方法,递归调用,看到下面的递归过程,会联想到二叉树的遍历 /// public static void DoMergeSort_Sort(List listNum, int indexStart, int indexEnd) { //LogWrite.LogPlain(DisplayListLimitIndex(listNum, indexStart, indexEnd)); if (indexStart == indexEnd) //递归终止的条件 { return; } else { int indexMiddle = (indexStart + indexEnd) / 2; //递归遍历左子树,直到左子树叶子节点 DoMergeSort_Sort(listNum, indexStart, indexMiddle); //递归遍历右子树,直到右子树叶子节点 DoMergeSort_Sort(listNum, indexMiddle + 1, indexEnd); //将由indexMiddle分割开来的有序左右集合归并起来 DoMergeSort_Merge(listNum, indexStart, indexMiddle, indexEnd); } } ////// 归并排序,归并方法,将索引划分出来的两个集合归并,需要用到额外的存储空间存放归并的结果 /// public static void DoMergeSort_Merge(List listNum, int indexStart, int indexMiddle, int indexEnd) { List listTemp = new List (listNum.Count); listNum.ForEach(item => { listTemp.Add(item); }); int indexLeft = indexStart; //左集合活动索引 int indexRight = indexMiddle + 1;//右集合活动索引 int indexTemp = indexStart;//临时数组活动索引 //遍历两个集合,然后比较大小,较小的放置到临时数组中 while (indexLeft <= indexMiddle && indexRight <= indexEnd) { if (listNum[indexLeft] <= listNum[indexRight]) { listTemp[indexTemp++] = listNum[indexLeft++]; } else { listTemp[indexTemp++] = listNum[indexRight++]; } } //左右两个集合,有可能有一个集合还剩余,将剩余的部分放到临时数组中 if (indexLeft <= indexMiddle) { while (indexLeft <= indexMiddle) { listTemp[indexTemp++] = listNum[indexLeft++]; } } else { if (indexRight <= indexEnd) { while (indexRight <= indexEnd) { listTemp[indexTemp++] = listNum[indexRight++]; } } } //最后将临时结果反存到数组中 listNum.Clear(); listTemp.ForEach(item => { listNum.Add(item); }); //LogWrite.LogPlain(DisplayListLimitIndex(listNum, indexStart, indexEnd, '<', '>')); }