python写一个合并排序

以下是Python实现的合并排序：

def merge_sort(arr):
    if len(arr) > 1:
        mid = len(arr) // 2
        left_half = arr[:mid]
        right_half = arr[mid:]

        merge_sort(left_half)
        merge_sort(right_half)

        i = j = k = 0

        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

        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
arr = [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
print(merge_sort(arr))

输出：

[17, 20, 26, 31, 44, 54, 55, 77, 93]

解释：

合并排序是一种分治算法，将一个数组分成两个子数组，对每个子数组进行递归排序，然后将它们合并为一个有序数组。上述代码中的`merge_sort`函数用于递归地排序子数组，而`merge`函数用于合并两个有序子数组。在`merge`函数中，我们使用了三个指针`i`、`j`、`k`，分别指向左半部分数组、右半部分数组和结果数组中的位置。在比较左右两部分数组中的元素大小时，将较小值存入结果数组中，并移动指向该元素的指针。如果左半部分数组或者右半部分数组中还有剩余元素，则将它们全部拷贝到结果数组中。最后返回排序后的数组。