public class MergeSort {

    /**

     * 原地歸併排序（每次只將陣列分為大和小兩部分，並不是完全排序完成。需要遞迴）

     *

     * @param arr

     * @param lo

     * @param mid

     * @param hi

     */

    public void merge(int[] arr, int lo, int mid, int hi) {

        //1.複製陣列

        int i = lo;

        int j = mid + 1;
 

        int[] temp = new int[arr.length];

        for (int k = lo; k <= hi; k++) {

            temp[k] = arr[k];

        }

        //2.移動指標進行排序（4種情況）

        for (int k = lo; k <= hi; k++) {

            if (i > mid) {//2.1 左邊用盡

                arr[k] = temp[j++];

            } else if (j
 
 > hi) {//2.2 右邊用盡

                arr[k] = temp[i++];

            } else if (temp[j] < temp[i]) {//2.3 左邊大於右邊

                arr[k] = temp[j++];

            } else {//2.4 右邊大於左邊

                arr[k] = temp[i++];

            }

        }

    }

    /**

     * 遞迴進行歸併排序

     *

     * @param arr
 

     */

    public void sort(int[] arr) {

        sort(arr, 0, arr.length - 1);

    }

    public void sort(int[] arr, int lo, int hi) {

        if (hi <= lo) return;

        int mid = lo + (hi - lo) / 2;

        sort(arr,lo,mid);//左半邊排序

        sort(arr,mid+1,hi);//右半邊排序

        merge(arr,lo,mid,hi);//歸併

    }

    // 生成一個數量為MAX的隨機整數集合，準備計算資料

    private static int MAX = 100000;//100000個數進行排序

    private static int[] inits = new int[MAX];

    static {

        Random r = new Random();