用分治算法求自顶向下的二路归并排序,java代码

自顶向下二路归并排序是一种利用分治策略的排序算法，它通过将数组分为两个相等或接近相等的部分，然后递归地对每个部分进行排序，最后合并这两个有序的部分得到整个数组的有序序列。以下是使用 Java 实现的简单版本：

public class MergeSort {
    // 分治函数，传入待排序数组的起始和结束索引
    public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {
        if (left < right) {
            // 找到中间位置
            int mid = (left + right) / 2;

            // 递归对左半部分和右半部分进行排序
            mergeSort(arr, left, mid);
            mergeSort(arr, mid + 1, right);

            // 合并左右两个已排序的部分
            merge(arr, left, mid, right);
        }
    }

    // 合并两个已排序的部分
    private static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right) {
        int n1 = mid - left + 1;
        int n2 = right - mid;

        // 创建临时数组存储结果
        int[] temp = new int[n1 + n2];
        int i = 0, j = 0, k = 0;

        // 比较左边、右边部分的元素并按顺序放入临时数组
        while (i < n1 && j < n2) {
            if (arr[left + i] <= arr[mid + 1 + j]) {
                temp[k++] = arr[left + i++];
            } else {
                temp[k++] = arr[mid + 1 + j++];
            }
        }

        // 将剩余未比较的元素复制到临时数组
        while (i < n1) {
            temp[k++] = arr[left + i++];
        }
        while (j < n2) {
            temp[k++] = arr[mid + 1 + j++];
        }

        // 将临时数组的内容回填到原数组
        for (i = left; i <= right; i++) {
            arr[i] = temp[i - left];
        }
    }

    // 示例使用
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {9, 7, 5, 11, 12, 2, 14, 3};
        int arrayLength = arr.length;
        mergeSort(arr, 0, arrayLength - 1);
        System.out.println("Sorted array: ");
        for (int num : arr) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}