请给出归并排序java版代码带注释和解释,最后输出结果

时间: 2023-07-07 18:12:10 浏览: 41
以下是归并排序的Java版代码,带有注释和解释,以及输出结果: ```java import java.util.Arrays; public class MergeSort { public static void main(String[] args) { int[] arr = { 5, 3, 7, 6, 2, 1, 4 }; System.out.println("原始数组:" + Arrays.toString(arr)); mergeSort(arr, 0, arr.length - 1); System.out.println("排序后数组:" + Arrays.toString(arr)); } /** * 归并排序 * * @param arr 待排序数组 * @param left 左边界 * @param right 右边界 */ public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) { if (left < right) { int mid = (left + right) / 2; // 计算中间位置 mergeSort(arr, left, mid); // 对左半部分进行归并排序 mergeSort(arr, mid + 1, right); // 对右半部分进行归并排序 merge(arr, left, mid, right); // 合并左右两部分 } } /** * 合并左右两部分 * * @param arr 待合并数组 * @param left 左边界 * @param mid 中间位置 * @param right 右边界 */ public static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right) { int[] tmp = new int[arr.length]; // 用于存储归并后的临时数组 int i = left; // 左半部分起始位置 int j = mid + 1; // 右半部分起始位置 int k = left; // 临时数组起始位置 while (i <= mid && j <= right) { // 如果左半部分当前元素小于右半部分当前元素,就将左半部分当前元素放入临时数组中 // 否则,就将右半部分当前元素放入临时数组中 if (arr[i] < arr[j]) { tmp[k++] = arr[i++]; } else { tmp[k++] = arr[j++]; } } // 将左半部分剩余元素依次放入临时数组中 while (i <= mid) { tmp[k++] = arr[i++]; } // 将右半部分剩余元素依次放入临时数组中 while (j <= right) { tmp[k++] = arr[j++]; } // 将临时数组中的元素复制回原数组中 for (int p = left; p <= right; p++) { arr[p] = tmp[p]; } } } ``` 这段代码首先定义了一个数组 `arr`,然后调用 `mergeSort` 函数对数组进行归并排序,最后输出排序后的数组。 `mergeSort` 函数是归并排序的主要实现,它采用递归的方式将数组分成左右两部分,分别进行归并排序,然后将左右两部分合并成一个有序数组。具体实现时,如果左边界小于右边界,就计算出中间位置 `mid`,然后对左半部分和右半部分分别进行归并排序,最后将左右两部分合并成一个有序数组。 `merge` 函数是将左右两部分合并成一个有序数组的实现,它先创建一个临时数组 `tmp`,然后将左右两部分中较小的元素放入临时数组中,直到某一部分的元素已经全部放入临时数组中为止。最后将剩余元素依次放入临时数组中,并将临时数组中的元素复制回原数组中。 输出结果为: ``` 原始数组:[5, 3, 7, 6, 2, 1, 4] 排序后数组:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] ```

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给以下代码添加注释:#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <mpi.h> #define N 4000 #define TAG 0 void merge(int arr[], int l, int m, int r) { int i, j, k; int n1 = m - l + 1; int n2 = r - m; int L[4000], R[4000]; for (i = 0; i < n1; i++) L[i] = arr[l + i]; for (j = 0; j < n2; j++) R[j] = arr[m + 1 + j]; i = 0; j = 0; k = l; while (i < n1 && j < n2) { if (L[i] <= R[j]) { arr[k] = L[i]; i++; } else { arr[k] = R[j]; j++; } k++; } while (i < n1) { arr[k] = L[i]; i++; k++; } while (j < n2) { arr[k] = R[j]; j++; k++; } } void mergeSort(int arr[], int l, int r) { if (l < r) { int m = l + (r - l) / 2; mergeSort(arr, l, m); mergeSort(arr, m + 1, r); merge(arr, l, m, r); } } int main(int argc, char** argv) { int rank, size; int i, j, k; int A[N], B[N]; int block_size, start, end; double start_time, end_time; MPI_Status status; MPI_Init(&argc, &argv); MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size); MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank); block_size = N / size; start = rank * block_size; end = start + block_size - 1; if (rank == size - 1) { end = N - 1; } if (rank == 0) { printf("Generating random array...\n"); for (i = 0; i < N; i++) { A[i] = rand() % 100000; } printf("Sorting array...\n"); } MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD); start_time = MPI_Wtime(); MPI_Scatter(A, block_size, MPI_INT, &B[start], block_size, MPI_INT, 0, MPI_COMM_WORLD); mergeSort(B, start, end); for (i = 0; i < size; i++) { if (rank == i) { MPI_Send(&B[start], block_size, MPI_INT, (rank + 1) % size, TAG, MPI_COMM_WORLD); } else if (rank == (i + 1) % size) { MPI_Recv(&B[start], block_size, MPI_INT, i, TAG, MPI_COMM_WORLD, &status); } } MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD); end_time = MPI_Wtime(); if (rank == 0) { printf("Writing result to file...\n"); FILE* fp; errno_t err; err = fopen_s(&fp, "sorted_array.txt", "w"); for (i = 0; i < N; i++) { fprintf(fp, "%d\n", B[i]); } fclose(fp); printf("Done!\n"); printf("Time used: %.6f seconds\n", end_time - start_time); } MPI_Finalize(); return 0; }

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