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排序算法|面试官：手撕十大排序算法，你会几种？( 三 )


和选择排序一样 ， 归并排序的性能不受输入数据的影响 ， 但表现比选择排序好的多 ， 因为始终都是O(n log n）的时间复杂度 。 代价是需要额外的内存空间 。
（1）算法步骤

步骤1：把长度为n的输入序列分成两个长度为n/2的子序列；步骤2：对这两个子序列分别采用归并排序；步骤3：将两个排序好的子序列合并成一个最终的排序序列；
（2）过程演示
排序算法|面试官：手撕十大排序算法，你会几种？
本文插图

（3）代码实现

public class MergeSort implements IArraySort { @Override public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception { // 对 arr 进行拷贝 ， 不改变参数内容 int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length) if (arr.length &lt 2) { return arr } int middle = (int) Math.floor(arr.length / 2) int[] left = Arrays.copyOfRange(arr, 0, middle) int[] right = Arrays.copyOfRange(arr, middle, arr.length) return merge(sort(left), sort(right)) } protected int[] merge(int[] left, int[] right) { int[] result = new int[left.length + right.length] int i = 0 while (left.length &gt 0 &amp&amp right.length &gt 0) { if (left[0] &lt= right[0]) { result[i++] = left[0] left = Arrays.copyOfRange(left, 1, left.length) } else { result[i++] = right[0] right = Arrays.copyOfRange(right, 1, right.length) } } while (left.length &gt 0) { result[i++] = left[0] left = Arrays.copyOfRange(left, 1, left.length) } while (right.length &gt 0) { result[i++] = right[0] right = Arrays.copyOfRange(right, 1, right.length) } return result }}
快速排序（Quick Sort）
快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法 。 在平均状况下 ， 排序n个项目要 Ο(n log n) 次比较 。 在最坏状况下则需要 Ο(n^2) 次比较 ， 但这种状况并不常见 。 事实上 ， 快速排序通常明显比其他 Ο(nlogn) 算法更快 ， 因为它的内部循环（inner loop）可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来 。
快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略来把一个串行（list）分为两个子串行（sub-lists） 。
（1）算法步骤
步骤1：从数列中挑出一个元素 ， 称为 "基准"（pivot）；步骤2：重新排序数列 ， 所有元素比基准值小的摆放在基准前面 ， 所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边） 。 在这个分区退出之后 ， 该基准就处于数列的中间位置 。 这个称为分区（partition）操作；步骤3：递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序；
（2）过程演示
排序算法|面试官：手撕十大排序算法，你会几种？
本文插图

（3）代码实现

public class QuickSort implements IArraySort { @Override public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception { // 对 arr 进行拷贝 ， 不改变参数内容 int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length) return quickSort(arr, 0, arr.length - 1) } private int[] quickSort(int[] arr, int left, int right) { if (left &lt right) { int partitionIndex = partition(arr, left, right) quickSort(arr, left, partitionIndex - 1) quickSort(arr, partitionIndex + 1, right) } return arr } private int partition(int[] arr, int left, int right) { // 设定基准值（pivot） int pivot = left int index = pivot + 1 for (int i = index i &lt= right i++) { if (arr[i] &lt arr[pivot]) { swap(arr, i, index) index++ } } swap(arr, pivot, index - 1) return index - 1 } private void swap(int[] arr, int i, int j) { int temp = arr[i] arr[i] = arr[j] arr[j] = temp }}


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