【图解数据结构】 一组动画演示归并排序

前言

由于LeetCode上的算法题很多涉及到一些基础的数据结构，为了更好的理解后续更新的一些复杂题目的动画，推出一个新系列 -----《图解数据结构》，主要使用动画来描述常见的数据结构和算法。本系列包括十大排序、堆、队列、树、并查集、图等等大概几十篇。

归并排序

归并排序（Merge sort）是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用。

作为一种典型的分而治之思想的算法应用，归并排序的实现由两种方法：

• 自上而下的递归（所有递归的方法都可以用迭代重写，所以就有了第 2 种方法）；
• 自下而上的迭代；

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(nlogn) 的时间复杂度。代价是需要额外的内存空间。

算法步骤

1. 申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列；

2. 设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置；

3. 比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置；

4. 重复步骤 3 直到某一指针达到序列尾；

5. 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾。

来源：https://github.com/hustcc/JS-Sorting-Algorithm

算法演示

image

排序动画过程解释

1. 首先，将数字分割成两片区域

2. 将数字分割成两片区域

3. 。。。。。。

4. 直到每片区域只有一个元素

5. 分割完成

6. 接下来，将分割的每片区域进行合并组合

7. 合并时，按照数字的升序移动，使得合并后的数字在组内按升序排列

8. 当合并包含多个数字的组时，比较开头的数字，移动其中较小的数字

9. 比如在动画中，比较开头的 4 和 3

10. 其中 4 大于 3， 因此移动 3

11. 按照同样的逻辑去比较该列剩余的头数

12. 4 小于 7 ，所以移动 4

13. 。。。。。。

14. 递归的重复组的合并操作，直到所有数字都在一个组中。

15. 完成 归并排序 啦~

代码实现

为了更好的让读者用自己熟悉的编程语言来理解动画，笔者将贴出多种编程语言的参考代码，代码全部来源于网上。

C++代码实现

C++代码实现

Java代码实现

Java代码实现

Python代码实现

Python代码实现

JavaScript代码实现

JavaScript代码实现

如果你是iOS开发者，可以在GitHub上 https://github.com/MisterBooo/Play-With-Sort-OC 获取更直观可调试运行的源码。
如果你想获取高清的动画演示，在 五分钟学算法 公众号里回复 归并排序 即可。