深入了解归并排序：原理、性能分析与 Java 实现

归并排序（Merge Sort）是一种高效且稳定的排序算法，其优雅的分治策略使它成为排序领域的一颗明珠。它的核心思想是将一个未排序的数组分割成两个子数组，然后递归地对子数组进行排序，最后将这些排好序的子数组合并起来。

什么是归并排序？

归并排序是一种分治策略的排序算法，它的核心思想是将数组分成两个子数组，递归地对子数组进行排序，然后将排序好的子数组合并起来，最终得到有序的数组。归并排序的关键步骤包括：

图片

mergesort.png

归并排序的性能分析

归并排序在性能方面有以下特点：

• 时间复杂度： 归并排序的平均、最好和最坏情况下时间复杂度均为 ，这使它成为高效的排序算法。
• 空间复杂度： 归并排序通常需要额外的内存空间来存储临时数据，因此其空间复杂度为 。
• 稳定性： 归并排序是稳定的排序算法，相等元素的相对顺序在排序后不会改变。
• 适用场景： 归并排序适用于各种数据规模和数据类型，特别适用于外部排序，如大文件的排序。

Java 代码实现

以下是使用 Java 实现归并排序的示例代码：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        int[] arr = new int[]{7,5,2,3,6,4};

        System.out.println("原始数组："+ Arrays.toString(arr));

        mergeSort(arr);

        System.out.println("排序后的数组："+ Arrays.toString(arr));

    }
    // 归并排序的入口方法

    public static void mergeSort(int[] arr) {

        // 针对特殊情况，数组为空或只有一个元素时，无需排序

        if(arr == null || arr.length