Python中的归并排序：详解、实现及优化397

归并排序 (Merge Sort) 是一种高效且稳定的排序算法，它基于分治法 (Divide and Conquer) 的思想。 其时间复杂度始终为 O(n log n)，即使在最坏情况下也能保持这一效率，这使得它在处理大型数据集时表现出色。本文将深入探讨 Python 中归并排序的实现，并分析其优缺点以及可能的优化策略。

核心思想： 归并排序的核心思想是将待排序序列递归地分成两半，直到每个子序列只包含一个元素（此时已排序）。然后，将这些已排序的子序列合并成更大的已排序序列，最终得到整个序列的排序结果。 这个“合并”操作是算法的关键步骤。

算法流程：
分解 (Divide): 将输入序列递归地分成两个大小大致相等的部分，直到每个子序列只包含一个元素。
征服 (Conquer): 递归地对每个子序列进行排序（基准情况：只有一个元素的序列已排序）。
合并 (Combine): 将已排序的子序列合并成一个更大的已排序序列。这是通过比较两个子序列的第一个元素，将较小的元素添加到结果序列中，然后递归地处理剩余元素来实现的。

Python 代码实现：```python
def merge_sort(arr):
"""
Python implementation of Merge Sort algorithm.
Args:
arr: The list to be sorted.
Returns:
A new sorted list. The original list remains unchanged.
"""
if len(arr)

2025-04-15

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