Java歸并排序有幾種方法怎么操作
Java歸并排序有幾種方法怎么操作
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歸并排序是一種分治算法，它將一個大的數組分成兩個較小的子數組，分別對這兩個子數組進行排序，然后將它們合并以獲得最終排序的結果。在Java中，歸并排序通常以遞歸的方式實現。下面是一個簡單的示例，展示了如何使用遞歸歸并排序對一個整數數組進行排序。
public class MergeSort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {12, 11, 13, 5, 6, 7};
System.out.println("原始數組：");
printArray(arr);
mergeSort(arr, 0, arr.length - 1);
System.out.println("排序后的數組：");
printArray(arr);
}
public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {
if (left < right) {
int middle = (left + right) / 2;
mergeSort(arr, left, middle);
mergeSort(arr, middle + 1, right);
merge(arr, left, middle, right);
}
}
public static void merge(int[] arr, int left, int middle, int right) {
int n1 = middle - left + 1;
int n2 = right - middle;
int[] L = new int[n1];
int[] R = new int[n2];
for (int i = 0; i < n1; i++) {
L[i] = arr[left + i];
}
for (int j = 0; j < n2; j++) {
R[j] = arr[middle + 1 + j];
}
int i = 0, j = 0;
int k = left;
while (i < n1 && j < n2) {
if (L[i] <= R[j]) {
arr[k] = L[i];
i++;
} else {
arr[k] = R[j];
j++;
}
k++;
}
while (i < n1) {
arr[k] = L[i];
i++;
k++;
}
while (j < n2) {
arr[k] = R[j];
j++;
k++;
}
}
public static void printArray(int[] arr) {
for (int value : arr) {
System.out.print(value + " ");
}
System.out.println();
}
}
在這個示例中，我們首先定義了一個mergeSort方法，它采用一個數組以及要排序的子數組的左和右索引作為參數。如果左索引小于右索引，我們將數組分成兩半，然后分別對這兩半調用mergeSort方法。最后，我們使用merge方法將這兩半合并起來。
merge方法負責將兩個已排序的子數組合并成一個排序好的數組。我們使用額外的數組L和R來存儲子數組的內容，然后將它們按順序合并到原始數組中。
其他答案
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除了遞歸歸并排序，還有一種稱為自底向上歸并排序的方法，它是一種迭代方法。與遞歸版本不同，它從小的子數組開始，逐漸合并子數組直到整個數組都排序完成。以下是自底向上歸并排序的Java示例：
public class BottomUpMergeSort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {12, 11, 13, 5, 6, 7};
System.out.println("原始數組：");
printArray(arr);
bottomUpMergeSort(arr);
System.out.println("排序后的數組：");
printArray(arr);
}
public static void bottomUpMergeSort(int[] arr) {
int n = arr.length;
int currSize;
int leftStart;
for (currSize = 1; currSize < n; currSize = 2 * currSize) {
for (leftStart = 0; leftStart < n - 1; leftStart += 2 * currSize) {
int mid = Math.min(leftStart + currSize - 1, n - 1);
int rightEnd = Math.min(leftStart + 2 * currSize - 1, n - 1);
merge(arr, leftStart, mid, rightEnd);
}
}
}
// 合并方法與遞歸示例中的相同
public static void printArray(int[] arr) {
for (int value : arr) {
System.out.print(value + " ");
}
System.out.println();
}
}
在這個示例中，我們首先確定子數組的大小(currSize)并遍歷整個數組。對于每個子數組，我們找到左半部分的開始索引(leftStart)，中間索引(mid)，和右半部分的結束索引(rightEnd)，然后調用merge方法將它們合并。
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除了遞歸和自底向上的歸并排序，還有一種稱為多路歸并排序的變體，它可以同時合并多個子數組而不僅僅是兩個。在Java中，您可以使用優先隊列(PriorityQueue)來實現多路歸并排序。以下是一個示例：
import java.util.*;
public class MultiwayMergeSort {
public static void main(String[] args) {
List> lists = new ArrayList<>();
lists.add(Arrays.asList(12, 34, 47, 59));
lists.add(Arrays.asList(6, 18, 22, 29));
lists.add(Arrays.asList(1, 5, 17, 31));
System.out.println("原始數組：");
for (List
list : lists) { System.out.println(list);
}
List
result = multiwayMergeSort(lists); System.out.println("排序后的數組：");
System.out.println(result);
}
public static List
multiwayMergeSort(List PriorityQueue
minHeap = new PriorityQueue<>(lists.size()); List
result = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < lists.size(); i
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