Javaマージソートアルゴリズムの実装？ 詳細な説明と完全なチュートリアル

公開: 2021-01-20
Javaマージソートアルゴリズムの実装？詳細な説明と完全なチュートリアル

Crunchifyでは、これまでに500+ Java and Spring MVC SpringMVCテクノロジー関連のチュートリアルを作成しました。 新しいことを学ぶことは決して私を退屈させませんでした。 私は毎日新しいことを学ぶのが好きで、それは私の読者にとっても同じだと思います:)。

バブルソートアルゴリズムの前に見たかもしれませんが、選択ソートアルゴリズムと挿入ソートアルゴリズムは、さまざまなインタビューで非常に人気があります。

このチュートリアルでは、 Merge Sort Algorithmについて説明します。

マージソートアルゴリズムは非常に単純です。 配列が1つのレベルに達したら、配列を半分に分割してから並べ替えます。 次のステップは、それを順番にマージすることです。 基本的にdivide and conquer法です。

これは、要素を分割してマージする方法についてのマージソートについての簡単な説明です。

このチュートリアルでは、今日、以下のすべての質問に答えましょう。

  • マージソートアルゴリズムとは何ですか？
  • マージの実装は何ですか？
  • Javaでのマージソート–チュートリアル
  • マージソートJavaコード

以下の手順を実行します。

  1. サイズ10 crunchifyArrayを作成します
  2. 10個のランダムな整数を配列に入力します
  3. 初期配列を出力
  4. マージソートを実行する
  5. マージソート後に最終配列を出力します

Javaコードは次のとおりです。

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package crunchify . com . tutorial ;
 
import java . util . * ;
 
/**
* @author Crunchify.com Merge Sort Algorithm in Java
*
*/
 
public class CrunchifyMergeSortAlgorithm {
public static Integer [ ] crunchifyArray = new Integer [ 10 ] ; ;
public static int iteration = 1 ;
 
// Divide and Merge
public static void crunchifyMergeSort ( Integer [ ] crunchifyArray ) {
Integer [ ] tempArray = new Integer [ crunchifyArray . length ] ;
 
// recursively perform merge sort
crunchifyMergeSort ( crunchifyArray , tempArray , 0 , crunchifyArray . length - 1 ) ;
 
}
 
// Idea is simple:
// First divide whole array into 2 part
// Divide each array into another 2 part
// Once it reaches to only 1 elements in each side tree, just sort it
// Merge backward the same way to get complete sorted array
private static void crunchifyMergeSort ( Integer [ ] crunchifyArray , Integer [ ] tempArray , int myLeft , int myRight ) {
 
if ( myLeft < myRight ) {
int center = ( myLeft + myRight ) / 2 ;
crunchifyMergeSort ( crunchifyArray , tempArray , myLeft , center ) ;
crunchifyMergeSort ( crunchifyArray , tempArray , center + 1 , myRight ) ;
crunchifyMerge ( crunchifyArray , tempArray , myLeft , center + 1 , myRight ) ;
}
}
 
// Merge Sort Algorithm
private static void crunchifyMerge ( Integer [ ] crunchifyArray , Integer [ ] tempArray , int left , int myRight ,
int rightMost ) {
int leftEnd = myRight - 1 ;
int k = left ;
int num = rightMost - left + 1 ;
 
while ( left < = leftEnd && myRight <= rightMost)
if (crunchifyArray[left].compareTo(crunchifyArray[myRight]) <= 0)
tempArray[k++] = crunchifyArray[left++];
else
tempArray [ k ++ ] = crunchifyArray [ myRight ++ ] ;
 
while ( left < = leftEnd )
tempArray [ k ++ ] = crunchifyArray [ left ++ ] ;
 
while ( myRight < = rightMost )
tempArray [ k ++ ] = crunchifyArray [ myRight ++ ] ;
 
for ( int i = 0 ; i < num ; i ++ , rightMost -- )
crunchifyArray [ rightMost ] = tempArray [ rightMost ] ;
 
System . out . print ( "Iteration # " + iteration + " ===> " ) ;
crunchifyPrint ( ) ;
iteration ++ ;
 
}
 
// Get Random Integer in Java
public static Integer getRandomIntegers ( ) {
 
Random crunchifyRandom = new Random ( ) ;
int myNumber = crunchifyRandom . nextInt ( 150 ) ;
return myNumber ;
}
 
// Simply Print Arrays
public static void crunchifyPrint ( ) {
for ( int n : crunchifyArray ) {
System . out . print ( " " + n + "  " ) ;
}
System . out . print ( "\n" ) ;
}
 
// Main Method
public static void main ( String [ ] args ) {
 
for ( int i = 0 ; i < crunchifyArray . length ; i ++ ) {
crunchifyArray [ i ] = getRandomIntegers ( ) ;
}
 
System . out . print ( "Here is our initial array: " ) ;
crunchifyPrint ( ) ;
System . out . println ( ) ;
 
// Perform actual sorting
crunchifyMergeSort ( crunchifyArray ) ;
 
System . out . println ( ) ;
System . out . print ( "Here is an array after Merge Sort: " ) ;
crunchifyPrint ( ) ;
}
}

Eclipseコンソールの出力：

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Here is our initial array :    45    53    10    50    48    8    106    77    44    108   
 
Iteration # 1 ===>  45   53   10   50   48   8   106   77   44   108  
Iteration # 2 ===>  10   45   53   50   48   8   106   77   44   108  
Iteration # 3 ===>  10   45   53   48   50   8   106   77   44   108  
Iteration # 4 ===>  10   45   48   50   53   8   106   77   44   108  
Iteration # 5 ===>  10   45   48   50   53   8   106   77   44   108  
Iteration # 6 ===>  10   45   48   50   53   8   77   106   44   108  
Iteration # 7 ===>  10   45   48   50   53   8   77   106   44   108  
Iteration # 8 ===>  10   45   48   50   53   8   44   77   106   108  
Iteration # 9 ===>  8   10   44   45   48   50   53   77   106   108  
 
Here is an array after Merge Sort :    8    10    44    45    48    50    53    77    106    108   

プログラムを注意深くデバッグして、 crunchifyMergeSortとcrunchifyMergeの2つのメソッドを理解してください。 上記のコードの実行について質問や問題がある場合はお知らせください。

Big O表記/マージソートアルゴリズムの複雑さとは何ですか？

  • n*log(n)

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  • すでにソートされた入力の場合はO(n)