用java语言实现:利用归并排序算法将读入的 n 个数从小到大排序后输出,并讲解每步的步骤
时间: 2024-03-12 17:49:47 浏览: 29
好的,我会用Java语言来实现归并排序,并讲解每一步的步骤。
归并排序是一种分治算法,它将一个大问题拆分成多个子问题进行求解。具体来说,归并排序将待排序的数组分成两部分,分别对这两部分进行排序,然后将两个有序的子数组合并成一个有序的数组。这个过程一直递归下去,直到只剩下一个元素或者没有元素可排序为止。
下面是用Java语言实现归并排序的代码:
```java
public class MergeSort {
public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {
if (left < right) {
int mid = (left + right) / 2;
mergeSort(arr, left, mid);
mergeSort(arr, mid + 1, right);
merge(arr, left, mid, right);
}
}
public static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right) {
int[] temp = new int[right - left + 1];
int i = left;
int j = mid + 1;
int k = 0;
while (i <= mid && j <= right) {
if (arr[i] < arr[j]) {
temp[k++] = arr[i++];
} else {
temp[k++] = arr[j++];
}
}
while (i <= mid) {
temp[k++] = arr[i++];
}
while (j <= right) {
temp[k++] = arr[j++];
}
for (int m = 0; m < temp.length; m++) {
arr[left + m] = temp[m];
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5, 3, 8, 6, 2, 7, 1, 4};
mergeSort(arr, 0, arr.length - 1);
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + " ");
}
}
}
```
下面是每一步的详细解释:
1. `mergeSort` 方法是归并排序的核心方法,它接收一个待排序的数组和两个指针 `left` 和 `right`,表示待排序数组的左右边界。如果 `left` 小于 `right`,说明待排序数组中有多于一个元素,需要进行排序,否则已经排好序了,不需要再排序。
2. 在 `mergeSort` 方法中,我们首先计算出中间位置 `mid`,然后分别对左半部分 `left` 到 `mid` 和右半部分 `mid+1` 到 `right` 进行排序,这是一个递归的过程。
3. 接下来,我们将排好序的左右两个部分进行合并,调用 `merge` 方法进行合并。
4. `merge` 方法接收一个待合并的数组和三个指针 `left`、`mid` 和 `right`,表示待合并数组的左中右边界。我们首先创建一个长度为 `right-left+1` 的临时数组 `temp`,用来存储合并后的结果。
5. 接着,我们使用两个指针 `i` 和 `j` 分别指向待合并数组的左半部分和右半部分的第一个元素。然后,我们依次比较 `arr[i]` 和 `arr[j]` 的大小,将小的元素放到 `temp` 数组中,并将指针向后移动一位,直到其中一个指针到达了边界。
6. 最后,我们将剩余的元素加入到 `temp` 数组中,并将 `temp` 数组中的元素复制回原数组中。
以上就是使用Java语言实现归并排序的步骤和代码。