在Java中合并排序递归调用解释

Question

我理解递归的重点以及它在非常简单的情况下是如何工作的，E.G

// Make a func that that will add factorials

public long fact(long n){
  if(n <= 1)
    return 1;
  else
    return n * func(n-1)
}

我可以看到n随着每次调用而减少，如果n = 5输出将为120.在这种情况下，我理解递归是如何工作的。

然而，当它接到一些更复杂的电话时，我无法真正看到幕后发生的事情。我通常可以理解代码，但无法解释某人为什么或如何发生。 E.G

public void mergeSort(int[] list, int lowIndex, int highIndex){
        if(lowIndex == highIndex)
            return;
        else{
            int midIndex = (lowIndex + highIndex) / 2;
            mergeSort(list, lowIndex, midIndex);
            mergeSort(list, midIndex+1, highIndex);
            merge(list, lowIndex, midIndex, highIndex);
        }
    }

我无法弄清楚这个递归mergeSort调用如何返回它们返回的内容。

如果我们假设lowIndex = 0 & midIndex = 5，这种方法有什么作用？

如果某人有其他一些例子可以在这个学习过程中给出好的提示，那么这也很有效：）

Answer 1

我假设你知道合并逻辑是如何工作的 当你第一次调用mergeSort（lowIndex，midIndex）时，它会自动回忆很多次，直到它与长度为2的子阵列一起工作，易于订购（它们只需要比较）。
此时mergesort（0,1）已经完成，现在是时候执行mergesort（2,3），它将返回另一个长度为2的有序子数组;然后现在在合并函数中对这些子数组进行比较和合并。 所以该方法结束从它被调用的地方返回（在本例中是mergesort（0,3）），因此下一个要执行的语句是mergesort（4,7）。
考虑N无序数组的长度，重复该过程直到你回到顶部调用，其中合并了两个长度为N / 2（或N / 2和N / 2 -1，如果N为奇数）的子阵列。 / p>

Answer 2

此方法不返回任何内容。相反，它管理逻辑的分而治之的部分，并调用merge()，它执行（子）数组的就地排序，变异。

Answer 3

Merge Sort是一种分而治之的算法，它将整个数组分成两半然后继续分割，除非有一个仅包含两个元素的子数组。然后算法继续并合并包含一个元素的子数组。排序他们。 然而，合并排序的递归调用堆栈在第一次运行时有点难以理解。

让我们说，我们有一个数组4,0,6,1,5,2,3

现在按照上面的代码，

Midindex = 3

第一次合并排序递归调用

（list，0,3） 当这返回时，因为它是递归并且满足基本情况，0 <3，

我们有， midindex = 1 所以下一个电话是 （列表，0,1）

再次，当递归地调用它时，因为0 <1， 我们有midindex = 0

所以下一个电话是（list，0,0） 此调用未通过基本情况，

所以我们转到代码中的下一行 （列表，中+ 1，高） 这个调用解释为（list，1,1）[因为，按照上面的流程，mid是0] 再次列表，1,1基本情况失败， 所以我们向下移动下面的代码 合并（列表，低，中，高） 在这种情况下，这是 （列表，0,0,1）

如果您进一步看到合并代码，您将看到它对子数组进行排序然后合并它。在这种情况下，因为它是4.0

因此合并后的子阵列将为0.4。

这是第一个递归堆栈的完成，它只是合并的左侧（0,3）

在此之后，控制返回到完成0,3的右侧合并 Midindex = 1 因此合并排序（列表，中间+ 1，高）[因为合并排序（列表，低，中）已经在上面完成）。 这进一步归结为，mergesort（list，2,3） 再次调用递归基本情况，因为2 <3 mid = 2 所以，合并sort（list，2,2）和类似的mergesort（list，3,3）。这两个调用都将失败基本情况，并将调用merge函数。 这样重复递归栈，最终结果是一个漂亮的排序数组。 我希望我很清楚。