实现关键代码:

  1. private static void sort(Comparable[] input, int lo, int hi) {
  2.  
  3. if((lo+CUTOFF-1) >= hi) { //use insertion sort for tiny subarrays
  4. insertionsort(input, lo, hi);
  5. return;
  6. }
  7.  
  8. int mid = lo + (hi-lo)/2;
  9. sort(input, lo, mid);
  10. sort(input, mid+1, hi);
  11. merge(input, lo, mid, hi);
  12.  
  13. }

整体:

  1. package com.qiusongde;
  2.  
  3. import edu.princeton.cs.algs4.In;
  4. import edu.princeton.cs.algs4.StdOut;
  5.  
  6. public class MergeUseInsert {
  7.  
  8. private static Comparable[] aux;
  9. private final static int CUTOFF = 8;//size
  10.  
  11. public static void sort(Comparable[] input) {
  12. int N = input.length;
  13. aux = new Comparable[N];
  14. sort(input, 0, N-1);
  15. }
  16.  
  17. private static void sort(Comparable[] input, int lo, int hi) {
  18.  
  19. if((lo+CUTOFF-1) >= hi) { //use insertion sort for tiny subarrays
  20. insertionsort(input, lo, hi);
  21. return;
  22. }
  23.  
  24. int mid = lo + (hi-lo)/2;
  25. sort(input, lo, mid);
  26. sort(input, mid+1, hi);
  27. merge(input, lo, mid, hi);
  28.  
  29. }
  30.  
  31. private static void insertionsort(Comparable[] input, int lo, int hi) {
  32. for(int i = lo + 1; i <= hi; i++) {
  33. for(int j = i; j > lo && less(input[j], input[j-1]); j--) {
  34. exch(input, j, j-1);
  35. }
  36. }
  37.  
  38. StdOut.printf("insertionsort(input, %4d, %4d)", lo, hi);//for test
  39. show(input);//for test
  40. }
  41.  
  42. private static void exch(Comparable[] a, int i, int j) {
  43.  
  44. Comparable t = a[i];
  45. a[i] = a[j];
  46. a[j] = t;
  47.  
  48. }
  49.  
  50. private static void merge(Comparable[] input, int lo, int mid, int hi) {
  51.  
  52. //copy input[lo,hi] to aux[lo,hi]
  53. for(int i = lo; i <= hi; i++) {
  54. aux[i] = input[i];
  55. }
  56.  
  57. int i = lo;
  58. int j = mid + 1;
  59. for(int k = lo; k <= hi; k++) {
  60. if(i > mid)
  61. input[k] = aux[j++];
  62. else if(j > hi)
  63. input[k] = aux[i++];
  64. else if(less(aux[j], aux[i]))
  65. input[k] = aux[j++];
  66. else
  67. input[k] = aux[i++];
  68. }
  69.  
  70. StdOut.printf("merge(input, %4d, %4d, %4d)", lo, mid, hi);
  71. show(input);//for test
  72.  
  73. }
  74.  
  75. private static boolean less(Comparable v, Comparable w) {
  76.  
  77. return v.compareTo(w) < 0;
  78.  
  79. }
  80.  
  81. private static void show(Comparable[] a) {
  82.  
  83. //print the array, on a single line.
  84. for(int i = 0; i < a.length; i++) {
  85. StdOut.print(a[i] + " ");
  86. }
  87. StdOut.println();
  88.  
  89. }
  90.  
  91. public static boolean isSorted(Comparable[] a) {
  92.  
  93. for(int i = 1; i < a.length; i++) {
  94. if(less(a[i], a[i-1]))
  95. return false;
  96. }
  97.  
  98. return true;
  99.  
  100. }
  101.  
  102. public static void main(String[] args) {
  103.  
  104. //Read strings from standard input, sort them, and print.
  105. String[] input = In.readStrings();
  106. show(input);//for test
  107. sort(input);
  108. assert isSorted(input);
  109. show(input);//for test
  110.  
  111. }
  112.  
  113. }

验证:

  1. M E R G E S O R T E X A M P L E
  2. insertionsort(input, 0, 7)E E G M O R R S T E X A M P L E
  3. insertionsort(input, 8, 15)E E G M O R R S A E E L M P T X
  4. merge(input, 0, 7, 15)A E E E E G L M M O P R R S T X
  5. A E E E E G L M M O P R R S T X

性能对比:

  1. For 20000 random Doubles 1000 trials
  2. Merge is 3.4s MergeFasterM is 3.1s MergeUseInsert is 3.0s

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