python编程实现归并排序，给出完整的代码并设计实例进行测试

归并排序是一种分治算法，它将数组分成两半，分别对这两半进行排序，然后将它们合并在一起。以下是使用Python实现的归并排序的完整代码：

def merge_sort(arr):
    if len(arr) > 1:
        mid = len(arr) // 2  # 找到中间位置
        left_half = arr[:mid]  # 分割数组的左半部分
        right_half = arr[mid:]  # 分割数组的右半部分

        merge_sort(left_half)  # 递归排序左半部分
        merge_sort(right_half)  # 递归排序右半部分

        i = j = k = 0

        # 将数据合并到arr中
        while i < len(left_half) and j < len(right_half):
            if left_half[i] < right_half[j]:
                arr[k] = left_half[i]
                i += 1
            else:
                arr[k] = right_half[j]
                j += 1
            k += 1

        # 检查是否还有剩余元素
        while i < len(left_half):
            arr[k] = left_half[i]
            i += 1
            k += 1

        while j < len(right_half):
            arr[k] = right_half[j]
            j += 1
            k += 1

    return arr

# 测试代码
test_array = [38, 27, 43, 3, 9, 82, 10]
sorted_array = merge_sort(test_array)
print("Sorted array is:", sorted_array)

在这个例子中，我们定义了一个`merge_sort`函数，它接受一个数组作为输入，然后使用归并排序算法对其进行排序。在测试代码中，我们创建了一个未排序的数组`test_array`，然后调用`merge_sort`函数对其进行排序，并将排序后的数组打印出来。

运行这段代码，输出应该是：

Sorted array is: [3, 9, 10, 27, 38, 43, 82]

这表明我们的归并排序实现是正确的。