八大排序算法之归并排序—Java

#归并排序
归并排序采用的经典的分治策略，主要分为分和治两部分,时间复杂度为O(nlog n),空间复杂度为O(n)。主要思想如下图，（该图来自韩顺平老师的课件）

该算法的分部分是为了化简问题将大的数组不断的递归划分成两部分；
治的部分是为了将两个有序数组合并到一起，需要注意的是每次合并的前提是左右两个数组是有序的。

public class MergeSortDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {8, 4, 5, 7, 1, 3, 6, 2};
        int[] temp = new int[arr.length];
        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    
    public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) {
        if (left < right) {
            //1.分
            int mid = (left + right) / 2;
            mergeSort(arr, left, mid, temp);//向左递归
            mergeSort(arr, mid + 1, right, temp);//向右递归
            //2.治
            merge(arr, left, mid, right, temp);

        }
    }

    
    public static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) {
        int count = -1;//记录存入temp中的数据长度
        int leftIndex = left;
        int rightIndex = mid + 1;
        //1.将左右两边的数据按规则填充到temp数组中，直到一边处理完毕为止
        while (leftIndex <= mid && rightIndex <= right) {
            count++;
            if (arr[leftIndex] <= arr[rightIndex]) {
                temp[count] = arr[leftIndex];
                leftIndex++;
            } else {
                temp[count] = arr[rightIndex];
                rightIndex++;
            }
        }

        //2.将剩余的元素加入到temp中
        while (leftIndex <= mid) {
            count++;
            temp[count] = arr[leftIndex];
            leftIndex++;
        }
        while (rightIndex <= right) {
            count++;
            temp[count] = arr[rightIndex];
            rightIndex++;
        }
        //将3.temp的元素拷贝到arr中
        for (int i = 0; i <= count; i++) {
            arr[i + left] = temp[i];
        }
    }

}