算法漫游指北（第十一篇）:归并排序算法描述、动图演示、代码实现、过程分析、复杂度

一、归并排序

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表，称为2-路归并。

所谓“分”，指的是将一个乱序数列不断进行二分，得到许多短的序列。
所谓“治”，指的是将这些短序列进行两两合并，然后将合并的结果作为新的序列，再与其他序列进行合并，最终得到一个新的序列。

归并排序算法描述

把长度为n的输入序列分成两个长度为n/2的子序列；
对这两个子序列分别采用归并排序；
将两个排序好的子序列合并成一个最终的排序序列。

归并排序动图演示

动画演示图2

归并排序代码实现

def merge_sort(alist):
    """归并排序"""
    n = len(alist)
    #递归结束条件
    # 剩一个或没有直接返回，不用排序
    if n <= 1:
        return alist
    # 拆分
    mid = n//2

    # left 采用归并排序后形成的有序的新的列表
    left_li = merge_sort(alist[:mid])

    # right 采用归并排序后形成的有序的新的列表
    right_li = merge_sort(alist[mid:])

    # 将两个有序的子序列合并为一个新的整体
    # merge(left, right)
    left_pointer, right_pointer = 0, 0
    result = []

    while left_pointer < len(left_li) and right_pointer < len(right_li):
        if left_li[left_pointer] <=  right_li[right_pointer]:
            result.append(left_li[left_pointer])
            left_pointer += 1
        else:
            result.append(right_li[right_pointer])
            right_pointer += 1
    
    #将两个列表按顺序融合为一个列表result
    result += left_li[left_pointer:]
    result += right_li[right_pointer:]
    return result