Schritt-für-Schritt-Analyse der Implementierungsschritte der Java-Merge-Sortierung

Schritt-für-Schritt-Analyse des Implementierungsprozesses des Java-Merge-Sortiercodes

Einführung:
Merge-Sortierung ist ein klassischer Divide-and-Conquer-Algorithmus, der ein Array in zwei kleinere Arrays aufteilt, die beiden Arrays dann separat sortiert und schließlich sortiert Füge zwei sortierte Arrays zu einem sortierten Array zusammen. In diesem Artikel analysieren wir Schritt für Schritt den Implementierungsprozess der Zusammenführungssortierung in Java und stellen spezifische Codebeispiele bereit.

1. Grundidee:
   Die Grundidee der Zusammenführungssortierung besteht darin, das zu sortierende Array rekursiv in zwei kleinere Unterarrays aufzuteilen, die beiden Unterarrays dann zu sortieren und zu einem geordneten Array zusammenzuführen. Dieser Prozess wird rekursiv fortgesetzt, bis das kleinste Subarray nur noch ein Element enthält. Anschließend wird die Sortierung durch Zusammenführen dieser geordneten Subarrays abgeschlossen.
2. Implementierungsprozess:
   Das Folgende ist der Implementierungsprozess der Zusammenführungssortierung in Java:

class MergeSort {
    // 归并排序函数
    public void mergeSort(int[] array, int left, int right) {
        if (left < right) {
            // 找出中点
            int mid = (left + right) / 2;

            // 递归排序左半部分和右半部分
            mergeSort(array, left, mid);
            mergeSort(array, mid + 1, right);

            // 合并排序好的左半部分和右半部分
            merge(array, left, mid, right);
        }
    }

    // 合并函数
    public void merge(int[] array, int left, int mid, int right) {
        // 定义临时数组来存储合并后的数组
        int[] temp = new int[right - left + 1];

        int i = left;
        int j = mid + 1;
        int k = 0;

        // 将左半部分和右半部分按顺序合并到临时数组中
        while (i <= mid && j <= right) {
            if (array[i] <= array[j]) {
                temp[k++] = array[i++];
            } else {
                temp[k++] = array[j++];
            }
        }

        // 将剩余的元素复制到临时数组中
        while (i <= mid) {
            temp[k++] = array[i++];
        }

        while (j <= right) {
            temp[k++] = array[j++];
        }

        // 将临时数组中的元素复制回原数组
        for (int m = 0; m < temp.length; m++) {
            array[left + m] = temp[m];
        }
    }

    // 测试
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {8, 5, 2, 9, 5, 6, 3};
        int n = array.length;

        MergeSort mergeSort = new MergeSort();
        mergeSort.mergeSort(array, 0, n - 1);

        System.out.println("归并排序结果：");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            System.out.print(array[i] + " ");
        }
    }
}

3. Beispielbeschreibung:
   Im obigen Code ist die Methode mergeSort die Eingabefunktion der Zusammenführungssortierung. welches ein zu sortierendes Array sowie die linken und rechten Grenzen des Arrays empfängt. In dieser Funktion ermitteln wir zunächst, ob die linken und rechten Grenzen die Bedingungen für die Aufteilung erfüllen (d. h. links ). Wenn ja, ermitteln Sie den Mittelpunkt des Arrays und rufen Sie <code>mergeSort sortiert die linke und rechte Hälfte. Rufen Sie abschließend die Funktion <code>merge auf, um die beiden geordneten Unterarrays zu einem geordneten Array zusammenzuführen. mergeSort方法是归并排序的入口函数，它接收一个待排序的数组以及数组的左右边界。在该函数中，我们首先判断左右边界是否满足拆分的条件（即left ），如果满足，则找出数组的中点，并递归调用<code>mergeSort函数对左半部分和右半部分进行排序。最后，调用merge函数将两个有序的子数组合并为一个有序的数组。

merge函数中，我们创建一个临时数组来存储合并后的子数组，然后定义三个指针i、j、k

In der Funktion merge erstellen wir ein temporäres Array zum Speichern des zusammengeführten Unterarrays und definieren dann drei Zeiger i, j , k zeigt auf die Startposition der linken Hälfte, die Startposition der rechten Hälfte bzw. die Startposition des temporären Arrays. Wir vergleichen die Größe der Elemente in der linken und rechten Hälfte, legen das kleinere Element in ein temporäres Array und verschieben den entsprechenden Zeiger um ein Bit zurück. Wenn alle Elemente eines bestimmten Subarrays im temporären Array platziert sind, kopieren wir die verbleibenden Elemente im Subarray an das Ende des temporären Arrays. Abschließend kopieren wir die Elemente aus dem temporären Array zurück in das ursprüngliche Array.
4. 
   
Zusammenfassung:

Der Zusammenführungssortierungsalgorithmus teilt das zu sortierende Array rekursiv in kleinere Unterarrays auf und erreicht die Gesamtsortierung durch Zusammenführen dieser geordneten Unterarrays. In der Praxis beträgt die zeitliche Komplexität des Zusammenführungssortierungsalgorithmus O(nlogn) und weist eine bessere Stabilität und Skalierbarkeit als andere Sortieralgorithmen auf. Durch die schrittweise Analyse des Implementierungsprozesses des Java-Merge-Sortiercodes können wir dessen Grundideen und Implementierungsmethoden besser verstehen. 🎜🎜

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