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    归并排序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。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序有,称为二路归并。
    归并过程为:比较a[i]a[j]的大小,若a[i]≤a[j],则将第一个有序表中的元素a[i]复制到r[k]中,并令ik分别加上1;否则将第二个有序表中的元素a[j]复制到r[k]中,并令jk分别加上1,如此循环下去,直到其中一个有序表取完,然后再将另一个有序表中剩余的元素复制到r中从下标k到下标t的单元。归并排序的算法我们通常用递归实现,先把待排序区间[s,t]以中点二分,接着把左边子区间排序,再把右边子区间排序,最后把左区间和右区间用一次归并操作合并成有序的区间[s,t]

    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(即数组下标),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,并移动指针到一下位置;
    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。

    效率分析
    归并排序的效率是比较高的,设数列长为N,将数列分开成小数列一共要logN步,每步都是一个合并有序数列的过程,时间复杂度可以记为O(N),故一共为O(n * logn)。因为归并排序每次都是在相邻的数据中进行操作,所以归并排序在O(N * logN)的几种排序方法(快速排序,归并排序,希尔排序,堆排序)也是效率比较高的。

    算法稳定性
    归并排序是把序列递归地分成短序列,递归出口是短序列只有1个元素(认为直接有序)或者2个序列(1次比较和交换),然后把各个有序的段序列合并成一个有 序的长序列,不断合并直到原序列全部排好序。可以发现,在1个或2个元素时,1个元素不会交换,2个元素如果大小相等也没有人故意交换,这不会破坏稳定 性。那么,在短的有序序列合并的过程中,稳定是是否受到破坏?没有,合并过程中我们可以保证如果两个当前元素相等时,我们把处在前面的序列的元素保存在结 果序列的前面,这样就保证了稳定性。所以,归并排序也是稳定的排序算法。

    动图演示
    5归并排序 - 图1

    代码实现

    1. <?php
    2. function mergeSort(array $numbers=array())
    3. {
    4. $count = count( $numbers );
    5. if( $count <= 1 ) return $numbers;
    6. // 将数组分成两份 $half = ceil( $count / 2 );
    7. $half = ($count >> 1) + ($count & 1);
    8. $arr2d = array_chunk($numbers, $half);
    9. $left = mergeSort($arr2d[0]);
    10. $right = mergeSort($arr2d[1]);
    11. while (count($left) && count($right))
    12. {
    13. if ($left[0] < $right[0])
    14. $reg[] = array_shift($left);
    15. else
    16. $reg[] = array_shift($right);
    17. }
    18. return array_merge($reg, $left, $right);
    19. }