【圖解數據結構】 一組動畫演示歸併排序

前言

因爲LeetCode上的算法題不少涉及到一些基礎的數據結構，爲了更好的理解後續更新的一些複雜題目的動畫，推出一個新系列 -----《圖解數據結構》，主要使用動畫來描述常見的數據結構和算法。本系列包括十大排序、堆、隊列、樹、並查集、圖等等大概幾十篇。

歸併排序（Merge sort

歸併排序（Merge sort）是創建在歸併操做上的一種有效的排序算法。該算法是採用分治法（Divide and Conquer）的一個很是典型的應用。

做爲一種典型的分而治之思想的算法應用，歸併排序的實現由兩種方法：

• 自上而下的遞歸（全部遞歸的方法均可以用迭代重寫，因此就有了第 2 種方法）；
• 自下而上的迭代；

和選擇排序同樣，歸併排序的性能不受輸入數據的影響，但表現比選擇排序好的多，由於始終都是 O(nlogn) 的時間複雜度。代價是須要額外的內存空間。

算法步驟

1. 申請空間，使其大小爲兩個已經排序序列之和，該空間用來存放合併後的序列；

2. 設定兩個指針，最初位置分別爲兩個已經排序序列的起始位置；

3. 比較兩個指針所指向的元素，選擇相對小的元素放入到合併空間，並移動指針到下一位置；

4. 重複步驟 3 直到某一指針達到序列尾；

5. 將另外一序列剩下的全部元素直接複製到合併序列尾。

來源：github.com/hustcc/JS-S…

算法演示

排序動畫過程解釋

1. 首先，將數字分割成兩片區域

2. 將數字分割成兩片區域

3. 。。。。。。

4. 直到每片區域只有一個元素

5. 分割完成

6. 接下來，將分割的每片區域進行合併組合

7. 合併時，按照數字的升序移動，使得合併後的數字在組內按升序排列

8. 當合幷包含多個數字的組時，比較開頭的數字，移動其中較小的數字

9. 好比在動畫中，比較開頭的 4 和 3

10. 其中 4 大於 3， 所以移動 3

11. 按照一樣的邏輯去比較該列剩餘的頭數

12. 4 小於 7 ，因此移動 4

13. 。。。。。。

14. 遞歸的重複組的合併操做，直到全部數字都在一個組中。

15. 完成 歸併排序 啦~

代碼實現

爲了更好的讓讀者用本身熟悉的編程語言來理解動畫，筆者將貼出多種編程語言的參考代碼，代碼所有來源於網上。

C++代碼實現

Java代碼實現

Python代碼實現

JavaScript代碼實現

若是你是iOS開發者，能夠在GitHub上 github.com/MisterBooo/… 獲取更直觀可調試運行的源碼。

若是你想獲取高清的動畫演示，在 五分鐘學算法 公衆號裏回覆 歸併排序 便可。