非递归归并排序详细分析

前言

以前做的一个分析，今天把它发出来了

代码

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;
/**
* 归并排序的非递归实现，主要是思想 用 int 数组模拟
* 要先理解思路： 将待排序集合一分为二，直到 待排序集合只剩下 1 个元素为止 。 然后不断合并2个排好序的数组段。
* 用合并算法将它们排序，构成n/2组长度为2的排序序的数组段，然后再将它们排序成长度为4的排好序的子数组段
* 如此继续，直到整个数组排好序
* @author

public class UnRecursiveMergeSort
/**
* 并归算法 合并 c[left:mid] 和 c[mid+1:right] 到 d[left:right]
* 数组 c 的left 到 mid 部分已经排好序 mid+1 到 right 部分也排好序
* @param c 待合并的数组c
* @param d
* @param left 数组 c 的left 下标
* @param mid 数组 c 的 middle 下标
* @param
private static void merge(int [] c,int [] d,int left,int mid,int right){
int i = left,
j = mid+1,
k = left;

//两边进行比较，哪个更小就把哪个放入数组d
while((i<=mid)&&(j<=right)){
if(c[i]<=c[j])
d[k++] = c[i++];
else
d[k++] = c[j++];
}
//如果数组左边部分最大的几个元素值 大于右边部分的 ，左边就会剩下还未放入数组d的元素
//或者理解为 上面while循环中 j>right 跳出while循环了 ，而 i < mid
while(i<=mid)
d[k++] = c[i++];
//i>mid 而 j<right
while(j<=right)
d[k++] = c[j++];
}

/**
* 用于合并排好序的相邻数组段
* 将 x 合并到 y
* @param x
* @param y
* @param
private static void mergePass(int [] x,int [] y,int s){
int i = 0;//从第一个元素开始
//合并大小为s的相邻2段子数组

while(i+2*s <= x.length){/* i+2*s 要小于等于数组长度，也就是说未合并的元素个数要大于2*s */
merge(x, y, i, i+s-1, i+2*s-1);//合并大小为s的相邻2段子数组
i+=2*s;
}//此循环执行的次数为： x.length/(2*s) 次 9/(2*1)=4

if(i+s<x.length){//未合并的元素个数大于 1*s
merge(x, y, i, i+s-1, x.length-1); //合并最后两个序列
}else{//未合并的元素个数小于 1*s
//直接复制到y就行了
while(i<x.length){
y[i] = x[i];
i++;
}
}
}
/**
* 消去递归后的归并排序算法
* @param
public static void mergeSort(int []a ){
int [] b = new int[a.length];//申请个大小和a相等的数组b
int s = 1;
while(s<a.length){//这里不能为<=
mergePass(a,b,s);//将数组a 合并到 数组 b
s+=s;//s翻倍
mergePass(b,a,s);//将数组b 合并到数组a
s+=s;//s翻倍
//交替合并
}
}
//测试
public static void main(String[] args) {
int [] a;
int size=1;

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.print("请输入数组大小：");
size = scanner.nextInt();//获取用于输入 仅是测试 就不考虑异常了
a = new int[size];

Random rand = new Random();

for(int i=0;i<a.length;i++){
a[i]=rand.nextInt(1000); //随机生成
}

System.out.println("未排序前的数组：");
System.out.println(Arrays.toString(a));//打印数组

mergeSort(a);

System.out.println("排序后的数组：");
System.out.println(Arrays.toString(a));
}
}

/** output:
* 请输入数组大小：25
未排序前的数组：
[108, 105, 312, 238, 732, 346, 621, 205, 750, 46, 358, 312, 401, 194, 154, 32, 863, 269, 487, 800, 975, 834, 959, 351, 682]
排序后的数组：
[32, 46, 105, 108, 154, 194, 205, 238, 269, 312, 312, 346, 351, 358, 401, 487, 621, 682, 732, 750, 800, 834, 863, 959, 975]
*/