我该如何修复Java中的合并排序算法并从函数返回排序后的数组

Question

我在用Java实现合并排序算法时遇到了问题：我已经完成了合并排序算法，但是无法产生正确的结果。我还从该函数返回排序列表。我也该怎么办？

这是我在下面定义的合并排序算法。

mergeSort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 
}

实施比较器功能

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

我无法从合并功能获得返回值作为列表

如果我对您的理解正确，您正在寻找一种返回排序列表的方法。但是在您的实现中，您正在尝试对原始列表进行排序。这意味着您在调用合并功能时已经有一个指向结果排序列表的变量：在调用

时用作参数的变量

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

例如，如果您的人员在一个名为“列表”的ArrayList中，则您正在对该“列表”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，您所使用的称为inout参数-如在函数中输入您的内容并通过该参数接收其输出。

---

正如评论中指出的那样，代码还存在其他问题。我怀疑这里是一个错误（<=代替

(helperRight <= high)

另一个是您在就地合并排序中使用了临时列表。

这里有一个工作示例：How to sort in-place using the merge sort algorithm?

Answer 2

无需返回排序后的数组：该数组已就位排序。

但是请注意这些问题：

• 辅助数组的初始大小应等于要排序的数组的大小。这避免了helper.add(i, list.get(i));的问题，该问题一直将元素插入到辅助数组中。

  您将使用以下方法分配辅助数组

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

  您将使用helper.set(i, list.get(i))保存数组元素。

• for中的merge循环应迭代到并包括上限：

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

包含上限的约定很容易混淆并且容易出错，排除上限更容易，因为它消除了对-1 / +1调整的需要。

这里是修改后的版本：

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

这是我的答案

我更改了密码

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

to

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