排序算法 MERGE SORT
归并排序.
递归拆分区间,再将两个有序区间合并。
时间O(n log n)额外空间O(n)稳定性稳定
原理与执行逻辑
将区间递归拆成两半,分别排序后再合并。合并利用两个子区间各自有序的条件,每次取两边尚未输出元素中的较小值。
执行步骤
- 按中点拆分区间,递归至长度不超过 1。
- 分别完成左半区间与右半区间排序。
- 用两个指针比较两侧元素,将较小者追加到缓冲区;一侧耗尽后追加另一侧剩余元素。
- 把缓冲区写回原区间,逐层完成合并。
关键理解
合并前两侧必须各自有序。相等时先取左侧元素可以维持稳定性;辅助缓冲区保存本次合并结果。
简短示例
合并 [2, 5] 与 [1, 4] 时依次取 1、2、4,再追加 5,得到 [1, 2, 4, 5]。
代码与执行动画
STEP 0 / 63function mergeSort(arr, left = 0, right = arr.length - 1) { if (left >= right) return arr; const mid = Math.floor((left + right) / 2); mergeSort(arr, left, mid); mergeSort(arr, mid + 1, right); const buffer = []; let i = left, j = mid + 1; while (i <= mid && j <= right) { buffer.push(arr[i] <= arr[j] ? arr[i++] : arr[j++]); } while (i <= mid) buffer.push(arr[i++]); while (j <= right) buffer.push(arr[j++]); for (let k = 0; k < buffer.length; k++) arr[left + k] = buffer[k]; return arr;}高亮对应当前步骤;源码对传入数组进行原地排序。
数组状态
升序 · 8 个元素比较 0实际交换 0数组写入 0当前区间 —
待排序当前操作已就位
下标显示在底部;柱体随元素移动,等值元素也保留独立身份。
0
准备排序
点击下一步或自动播放,观察数组从左到右升序排列的过程。
调整待排序数组
使用相同数据切换算法,观察比较与交换过程。
归并排序的执行规则
合并时使用辅助缓冲区;相等时先取左侧元素,保留相等元素的原有顺序。
交换次数仅统计两个不同位置的交换;可输入重复值。对应题目与扩展练习
观察执行过程后,按题目约束调整输入、返回值与实现。链接打开官方题目页面。
- 对应题目912. 排序数组打开题目
练习划分、合并与辅助数组管理,满足 O(n log n) 排序要求。