归并排序算法

归并（Merge）排序法是将两个（或两个以上）有序表合并成一个新的有序表，即把待排序序列分为若干个子序列，每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。

public class MergeSortTest {
    public static void main(String[] args) {
        int[] data = new int[] { 5, 3, 6, 2, 1, 9, 4, 8, 7 };
        print(data);
        mergeSort(data);
        System.out.println("排序后的数组：");
        print(data);
    }

    public static void mergeSort(int[] data) {
        sort(data, 0, data.length - 1);
    }

    public static void sort(int[] data, int left, int right) {
        if (left >= right)
            return;
        // 找出中间索引
        int center = (left + right) / 2;
        // 对左边数组进行递归
        sort(data, left, center);
        // 对右边数组进行递归
        sort(data, center + 1, right);
        // 合并
        merge(data, left, center, right);
        print(data);
    }

    /**
     * 将两个数组进行归并，归并前面 2 个数组已有序，归并后依然有序 13/04/2018 Page 239 of 283
     * 
     * @param data   数组对象
     * @param left   左数组的第一个元素的索引
     * @param center 左数组的最后一个元素的索引，center+1 是右数组第一个元素的索引
     * @param right  右数组最后一个元素的索引
     */
    public static void merge(int[] data, int left, int center, int right) {
        // 临时数组
        int[] tmpArr = new int[data.length];
        // 右数组第一个元素索引
        int mid = center + 1;
        // third 记录临时数组的索引
        int third = left;
        // 缓存左数组第一个元素的索引
        int tmp = left;
        while (left <= center && mid <= right) {
            // 从两个数组中取出最小的放入临时数组
            if (data[left] <= data[mid]) {
                tmpArr[third++] = data[left++];
            } else {
                tmpArr[third++] = data[mid++];
            }
        }
        // 剩余部分依次放入临时数组（实际上两个 while 只会执行其中一个）
        while (mid <= right) {
            tmpArr[third++] = data[mid++];
        }
        while (left <= center) {
            tmpArr[third++] = data[left++];
        }
        // 将临时数组中的内容拷贝回原数组中
        // （原 left-right 范围的内容被复制回原数组）
        while (tmp <= right) {
            data[tmp] = tmpArr[tmp++];
        }
    }

    public static void print(int[] data) {
        for (int i = 0; i < data.length; i++) {
            System.out.print(data[i] + "\t");
        }
        System.out.println();
    }
}