如何在Java中修复合并排序算法并从函数返回排序数组

Question

我在Java中实现合并排序算法时遇到了一个问题：我做过合并排序算法，但它不能产生正确的结果。我还从函数中返回排序列表。我怎么也能做到这一点？

下面是我定义的合并排序算法。

合并排序方法：

public static void mergeSort(ArrayList<Person> personList, Comparator<Person> compTr) {
    ArrayList<Person> helper = new ArrayList<Person>();
    mergeSort(personList, helper, 0, personList.size() - 1, compTr);
}

MergeSort函数：

private static void mergeSort(ArrayList<Person> list, 
                              ArrayList<Person> helper, 
                              int low, 
                              int high, 
                              Comparator<Person> compTr) {
    if (low < high) {
        int middle = (low + high) / 2;
        mergeSort(list, helper, low, middle, compTr); //sort left half
        mergeSort(list, helper, middle + 1, high, compTr); //sort right half
        merge(list, helper, low, middle, high, compTr); // merge
    }
}

合并算法：

private static void merge(ArrayList<Person> list, 
                          ArrayList<Person> helper, 
                          int low, 
                          int middle, 
                          int high,
                          Comparator<Person> compTr) {
    //This loop throws Exception
    for (int i = low; i < high + 1; i++) {
        helper.add(i, list.get(i));
    }

    int helperLeft = low;
    int helperRight = middle + 1;
    int current = low;

    while (helperLeft < middle && helperRight < high) {
        if (isGreaterThan(helper.get(helperLeft), helper.get(helperRight), compTr)) {
            list.set(current, helper.get(helperLeft));
            helperLeft++;
        } else {
            list.set(current, helper.get(helperRight));
            helperRight++;
        }
        current++;
    }

    //Copy remaining elements
    int remaining = middle - helperLeft;
    for (int j = 0; j <= remaining; j++) {
        list.set(current + j, helper.get(helperLeft + j));
    }

    // RETURN LIST(list) _-> TO DO 
}

实现比较器功能

public static boolean isGreaterThan(Person helperLeft, Person helperRight, Comparator<Person> compTr) {
    return greaterThan(compTr, helperLeft, helperRight);
}

private static boolean greaterThan(Comparator comp, Person x, Person y) {
    return comp.compare(x, y) > 0;
}

我该怎么做？

Answer 1

这就是我的答案

我更改了代码

 while(helperLeft < middle && helperRight < high) {

到

 while(helperLeft <= middle && helperRight <= high) {

Answer 2

无需返回已排序的数组：数组已就地排序。

然而，请注意这些问题：

>

辅助数组应该分配一个初始大小等于要排序的数组的大小。这避免了helper.add（i，list.get（i））；在辅助数组中间不断插入额外元素的问题。这是非常低效的：它需要O（n*log（n））额外的空间而不仅仅是O（n），并且时间复杂度为O（nnlog（n）），比插入排序更糟糕。

您可以使用

  ArrayList<Person> helper = new ArrayList<Person>(personList);

您可以使用helper.set（i，list.get（i））保存数组元素。

合并中的for循环应迭代到并包括上界：

  while (helperLeft <= middle && helperRight <= high) 

包含上限的约定令人困惑且容易出错，排除上限要简单得多，因为它消除了-1/1调整的需要。

以下是修改后的版本：

public static void mergeSort(ArrayList<Person> personList, Comparator<Person> compTr) {
    ArrayList<Person> helper = new ArrayList<Person>(personList);
    mergeSort(personList, helper, 0, personList.size(), compTr);
}

private static void mergeSort(ArrayList<Person> list, 
                              ArrayList<Person> helper, 
                              int low, 
                              int high, 
                              Comparator<Person> compTr) {
    if (high - low >= 2) {
        int middle = low + (high - low) / 2;
        mergeSort(list, helper, low, middle, compTr); //sort left half
        mergeSort(list, helper, middle, high, compTr); //sort right half
        merge(list, helper, low, middle, high, compTr); // merge
    }
}

private static void merge(ArrayList<Person> list, 
                          ArrayList<Person> helper, 
                          int low, 
                          int middle, 
                          int high,
                          Comparator<Person> compTr) {

    for (int i = low; i < high; i++) {
        helper.set(i, list.get(i));
    }

    int helperLeft = low;
    int helperRight = middle;
    int current = low;

    while (helperLeft < middle && helperRight < high) {
        if (isGreaterThan(helper.get(helperLeft), helper.get(helperRight), compTr)) {
            list.set(current, helper.get(helperLeft));
            helperLeft++;
        } else {
            list.set(current, helper.get(helperRight));
            helperRight++;
        }
        current++;
    }

    // Copy remaining elements
    while (helperLeft < middle) {
        list.set(current, helper.get(helperLeft));
        helperLeft++;
        current++;
    }
}

Answer 3

我无法从合并函数中获取作为列表的返回值

如果我理解正确，您正在寻找返回排序列表的方法。但在您的实现中，您试图对原始列表进行排序<这意味着您在调用合并函数时已经有了一个指向结果排序列表的变量：调用时用作参数的变量

public static void mergeSort(ArrayList<Person> personList, Comparator<Person> compTr)

例如，如果您的人员在名为“list”的ArrayList中，则您正在对此“list”进行排序。

    ArrayList<Person> list = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        list.add(new Person());
    }
    System.out.println(list);
    mergeSort(list, Comparator.<Person>naturalOrder());
    System.out.println(list);

有关更多信息，您使用的被称为inout参数，例如您将输入赋予函数，并通过该参数接收其输出。

正如评论中指出的，代码还有其他问题。我怀疑这里有一个错误（

(helperRight <= high)

另一个原因是您在就地合并排序中使用了临时列表。

这里可以找到一个工作示例：如何使用合并排序算法就地排序？