Java實現(xiàn)歸并排序的示例代碼
更新時間:2022年08月25日 08:31:49 作者:天人合一peng
歸并排序是建立在歸并操作上的一種有效的排序算法。該算法是采用分治法(Divide?and?Conquer)的一個非常典型的應(yīng)用。本文將用Java實現(xiàn)這一排序,需要的可以參考一下
1.算法理解
2.實現(xiàn)代碼
import java.lang.reflect.Array; import java.util.*; public class MergeSort{ // 我們的算法類不允許產(chǎn)生任何實例 private MergeSort(){} // 將arr[l...mid]和arr[mid+1...r]兩部分進(jìn)行歸并 private static void merge(Comparable[] arr, int l, int mid, int r) { Comparable[] aux = Arrays.copyOfRange(arr, l, r+1); // 初始化,i指向左半部分的起始索引位置l;j指向右半部分起始索引位置mid+1 int i = l, j = mid+1; for( int k = l ; k <= r; k ++ ){ if( i > mid ){ // 如果左半部分元素已經(jīng)全部處理完畢 arr[k] = aux[j-l]; j ++; } else if( j > r ){ // 如果右半部分元素已經(jīng)全部處理完畢 arr[k] = aux[i-l]; i ++; } else if( aux[i-l].compareTo(aux[j-l]) < 0 ){ // 左半部分所指元素 < 右半部分所指元素 arr[k] = aux[i-l]; i ++; } else{ // 左半部分所指元素 >= 右半部分所指元素 arr[k] = aux[j-l]; j ++; } } } // 遞歸使用歸并排序,對arr[l...r]的范圍進(jìn)行排序 private static void sort(Comparable[] arr, int l, int r, int depth) { System.out.print(repeatCharacters('-', depth*2)); System.out.println("Deal with [ " + l + " , " + r + " ]"); if (l >= r) return; int mid = (l+r)/2; sort(arr, l, mid, depth + 1); sort(arr, mid + 1, r, depth + 1); merge(arr, l, mid, r); } private static String repeatCharacters(char character, int length){ StringBuilder s = new StringBuilder(length); for(int i = 0 ; i < length ; i ++) s.append(character); return s.toString(); } public static void sort(Comparable[] arr){ int n = arr.length; sort(arr, 0, n-1, 0); } // 測試MergeSort public static void main(String[] args) { // Merge Sort是我們學(xué)習(xí)的第一個O(nlogn)復(fù)雜度的算法 // 可以在1秒之內(nèi)輕松處理100萬數(shù)量級的數(shù)據(jù) // 注意:不要輕易嘗試使用SelectionSort, InsertionSort或者BubbleSort處理100萬級的數(shù)據(jù) // 否則,你就見識了O(n^2)的算法和O(nlogn)算法的本質(zhì)差異:) // int N = 1000000; // Integer[] arr = SortTestHelper.generateRandomArray(N, 0, 100000); // SortTestHelper.testSort("bobo.algo.MergeSort", arr); Integer[] arr = new Integer[8]; for(int i = 0 ; i < 8 ; i ++) { arr[i] = new Integer(8-i); // arr[i] = 8 -i; } // arr = SortTestHelper.generateRandomArray(50, 1, 50); MergeSort.sort(arr); return; } }
import java.lang.reflect.Method; import java.lang.Class; import java.util.Random; public class SortTestHelper { // SortTestHelper不允許產(chǎn)生任何實例 private SortTestHelper(){} // 生成有n個元素的隨機數(shù)組,每個元素的隨機范圍為[rangeL, rangeR] public static Integer[] generateRandomArray(int n, int rangeL, int rangeR) { assert rangeL <= rangeR; Integer[] arr = new Integer[n]; for (int i = 0; i < n; i++) arr[i] = new Integer((int)(Math.random() * (rangeR - rangeL + 1) + rangeL)); return arr; } // 生成一個近乎有序的數(shù)組 // 首先生成一個含有[0...n-1]的完全有序數(shù)組, 之后隨機交換swapTimes對數(shù)據(jù) // swapTimes定義了數(shù)組的無序程度: // swapTimes == 0 時, 數(shù)組完全有序 // swapTimes 越大, 數(shù)組越趨向于無序 public static Integer[] generateNearlyOrderedArray(int n, int swapTimes){ Integer[] arr = new Integer[n]; for( int i = 0 ; i < n ; i ++ ) arr[i] = new Integer(i); for( int i = 0 ; i < swapTimes ; i ++ ){ int a = (int)(Math.random() * n); int b = (int)(Math.random() * n); int t = arr[a]; arr[a] = arr[b]; arr[b] = t; } return arr; } // 打印arr數(shù)組的所有內(nèi)容 public static void printArray(Object[] arr) { for (int i = 0; i < arr.length; i++){ System.out.print( arr[i] ); System.out.print( ' ' ); } System.out.println(); return; } // 判斷arr數(shù)組是否有序 public static boolean isSorted(Comparable[] arr){ for( int i = 0 ; i < arr.length - 1 ; i ++ ) if( arr[i].compareTo(arr[i+1]) > 0 ) return false; return true; } // 測試sortClassName所對應(yīng)的排序算法排序arr數(shù)組所得到結(jié)果的正確性和算法運行時間 public static void testSort(String sortClassName, Comparable[] arr){ // 通過Java的反射機制,通過排序的類名,運行排序函數(shù) try{ // 通過sortClassName獲得排序函數(shù)的Class對象 Class sortClass = Class.forName(sortClassName); // 通過排序函數(shù)的Class對象獲得排序方法 Method sortMethod = sortClass.getMethod("sort",new Class[]{Comparable[].class}); // 排序參數(shù)只有一個,是可比較數(shù)組arr Object[] params = new Object[]{arr}; long startTime = System.currentTimeMillis(); // 調(diào)用排序函數(shù) sortMethod.invoke(null,params); long endTime = System.currentTimeMillis(); assert isSorted( arr ); System.out.println( sortClass.getSimpleName()+ " : " + (endTime-startTime) + "ms" ); } catch(Exception e){ e.printStackTrace(); } } }
3.實現(xiàn)效果
以上就是Java實現(xiàn)歸并排序的示例代碼的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java歸并排序的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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