Go语言中的归并排序：稳定排序算法的典范（深入理解Go实现归并排序及其稳定性特性）

归并排序的核心思想

归并排序采用“分治法”（Divide and Conquer）策略：

1. 分解：将数组不断二分，直到每个子数组只有一个元素。
2. 解决：单个元素天然有序。
3. 合并：将两个有序子数组合并成一个更大的有序数组，且在合并过程中保持稳定性。

Go语言实现归并排序

下面是一个完整的、带有详细注释的 Go 语言归并排序实现：

package mainimport "fmt"// merge 合并两个已排序的切片，并保持稳定性func merge(left, right []int) []int {    result := make([]int, 0, len(left)+len(right))    i, j := 0, 0    // 比较左右两个切片的元素    for i < len(left) && j < len(right) {        // 注意：这里使用 <= 而不是 <，是保证稳定性的关键！        // 当 left[i] == right[j] 时，优先取 left[i]，保持原有顺序        if left[i] <= right[j] {            result = append(result, left[i])            i++        } else {            result = append(result, right[j])            j++        }    }    // 将剩余元素追加到结果中    result = append(result, left[i:]...)    result = append(result, right[j:]...)    return result}// mergeSort 归并排序主函数func mergeSort(arr []int) []int {    // 基准情况：长度小于等于1时直接返回    if len(arr) <= 1 {        return arr    }    // 分治：找到中点，递归排序左右两部分    mid := len(arr) / 2    left := mergeSort(arr[:mid])    right := mergeSort(arr[mid:])    // 合并两个有序数组    return merge(left, right)}func main() {    data := []int{38, 27, 43, 3, 9, 82, 10}    fmt.Println("原始数组:", data)    sorted := mergeSort(data)    fmt.Println("排序后数组:", sorted)}

为什么归并排序是稳定的？

关键在于 merge 函数中的这一行：

if left[i] <= right[j] {

注意这里使用的是 <= 而不是 <。这意味着当左右两个元素相等时，我们优先选择左边的元素（即原数组中靠前的那个），从而保留了它们原有的相对顺序。这就是Go语言归并排序实现稳定性的核心机制。

时间与空间复杂度

• 时间复杂度：始终为 O(n log n)，无论最好、最坏还是平均情况。
• 空间复杂度：O(n)，因为需要额外的数组来存储合并结果。

虽然空间开销较大，但其稳定性和一致的性能使其在许多实际场景中成为首选，尤其是在需要稳定排序算法的场合。

总结

通过本文，你已经掌握了如何用 Go 语言实现归并排序，并理解了其作为稳定排序算法的核心原理。无论是面试准备还是实际项目开发，Go实现归并排序都是一项非常实用的技能。记住，稳定性在处理带有附加信息的数据时至关重要——它能确保排序不会破坏原有逻辑顺序。

希望这篇教程能帮助你轻松入门归并排序！如果你有任何问题，欢迎在评论区留言交流。

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