归并排序(非递归)：
public class MergeSort {
/**
* @param arr 待排序的数组
* @param left 本次归并的左边界
* @param mid 本次归并的中间位置，也就是分界线
* @param right 本次归并的右边界
* @param <T> 泛型
* @local aux 辅助空间(Auxiliary Space)
*/
private static <T extends Comparable<? super T>> void merge(T[] arr, int left, int mid, int right) {
T[] aux = java.util.Arrays.copyOfRange(arr, left, right + 1);
int i = left;
int j = mid + 1;
for (int t = left; t <= right; t++) {
if (i > mid) {
arr[t] = aux[j++ - left];
} else if (j > right) {
arr[t] = aux[i++ - left];
} else if (aux[i - left].compareTo(aux[j - left]) < 0) {
arr[t] = aux[i++ - left];
} else {
arr[t] = aux[j++ - left];
}
}
}
public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(T[] arr, int left, int right) {
int n = arr.length;
for (int size = 1; size < n; size *= 2) {
for (int i = 0; i < n - size; i += size * 2) {
merge(arr, i, i + size - 1, Math.min(i + 2 * size - 1, n - 1));
}
}
}
public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(T[] arr) {
sort(arr, 0, arr.length - 1);
}
private static void printArr(Object[] arr) {
for (Object o : arr) {
System.out.print(o);
System.out.print("\t");
}
System.out.println();
}
public static void main(String args[]) {
Integer[] arr = {3, 5, 1, 7, 2, 9, 8, 0, 4, 6};
printArr(arr);//3 5 1 7 2 9 8 0 4 6
sort(arr);
printArr(arr);//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
}
}
归并排序(非递归)优化：
merge前判断是否有必要进行归并
public class MergeSort {
/**
* @param arr 待排序的数组
* @param left 本次归并的左边界
* @param mid 本次归并的中间位置，也就是分界线
* @param right 本次归并的右边界
* @param <T> 泛型
* @local aux 辅助空间(Auxiliary Space)
*/
private static <T extends Comparable<? super T>> void merge(T[] arr, int left, int mid, int right) {
T[] aux = java.util.Arrays.copyOfRange(arr, left, right + 1);
int i = left;
int j = mid + 1;
for (int t = left; t <= right; t++) {
if (i > mid) {
arr[t] = aux[j++ - left];
} else if (j > right) {
arr[t] = aux[i++ - left];
} else if (aux[i - left].compareTo(aux[j - left]) < 0) {
arr[t] = aux[i++ - left];
} else {
arr[t] = aux[j++ - left];
}
}
}
public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(T[] arr, int left, int right) {
int n = arr.length;
for (int size = 1; size < n; size *= 2) {
for (int i = 0; i < n - size; i += size * 2) {
if (arr[i + size - 1].compareTo(arr[i + size]) > 0) {
merge(arr, i, i + size - 1, Math.min(i + 2 * size - 1, n - 1));
}
}
}
}
public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(T[] arr) {
sort(arr, 0, arr.length - 1);
}
private static void printArr(Object[] arr) {
for (Object o : arr) {
System.out.print(o);
System.out.print("\t");
}
System.out.println();
}
public static void main(String args[]) {
Integer[] arr = {3, 5, 1, 7, 2, 9, 8, 0, 4, 6};
printArr(arr);//3 5 1 7 2 9 8 0 4 6
sort(arr);
printArr(arr);//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
}
}
递归排序(非递归)继续优化：对小规模数据使用插入排序
归并排序是对一组一组的数据进行归并。当这一组中的数很少时(暂定为4)，使用插入排序。
public class MergeSort {
/**
* @param arr 待排序的数组
* @param left 本次归并的左边界
* @param mid 本次归并的中间位置，也就是分界线
* @param right 本次归并的右边界
* @param <T> 泛型
* @local aux 辅助空间(Auxiliary Space)
*/
private static <T extends Comparable<? super T>> void merge(T[] arr, int left, int mid, int right) {
T[] aux = java.util.Arrays.copyOfRange(arr, left, right + 1);
int i = left;
int j = mid + 1;
for (int t = left; t <= right; t++) {
if (i > mid) {
arr[t] = aux[j++ - left];
} else if (j > right) {
arr[t] = aux[i++ - left];
} else if (aux[i - left].compareTo(aux[j - left]) < 0) {
arr[t] = aux[i++ - left];
} else {
arr[t] = aux[j++ - left];
}
}
}
private static <T extends Comparable<? super T>> void insertionSort(T[] arr, int left, int right) {
for (int i = left + 1; i <= right; i++) {
T temp = arr[i];
int j = i - 1;
while (j >= left && temp.compareTo(arr[j]) < 0) {
arr[j + 1] = arr[j];
j--;
}
arr[j + 1] = temp;
}
}
public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(T[] arr, int left, int right) {
int len = arr.length;
int smallSize = 4;//当规模小于4时采用插入排序
for (int i = 0; i < len; i += smallSize) {
insertionSort(arr, i, Math.min(i + smallSize - 1, len - 1));
}
for (int size = smallSize; size < len; size *= 2) {
for (int i = 0; i < len - size; i += size * 2) {
if (arr[i + size - 1].compareTo(arr[i + size]) > 0){
merge(arr, i, i + size - 1, Math.min(i + 2 * size - 1, len - 1));
}
}
}
}
public static <T extends Comparable<? super T>> void sort(T[] arr) {
sort(arr, 0, arr.length - 1);
}
private static void printArr(Object[] arr) {
for (Object o : arr) {
System.out.print(o);
System.out.print("\t");
}
System.out.println();
}
public static void main(String args[]) {
Integer[] arr = {3, 5, 1, 7, 2, 9, 8, 0, 4, 6};
printArr(arr);//3 5 1 7 2 9 8 0 4 6
sort(arr);
printArr(arr);//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
}
}
时间： 2024-10-14 02:48:23