JavaScript归并排序（Merge Sort）实现中的常见错误与优化实践

function mergesort(arr, left, right) {
    if (left < right) {
        let mid = parseInt((right - left) / 2) + left;
        mergesort(arr, left, mid);
        mergesort(arr, mid + 1, right);
        merge(arr, left, mid, right);
    }
}

function merge(arr, left, mid, right) {
    let i = left, j = mid + 1, k = 0, temp = [];
    while (i <= mid && j <= right) {
        if (arr[i] <= arr[j]) {
            temp[k] = arr[i];
            i++;
            k++;
        } else {
            temp[k] = arr[j];
            j++;
            k++;
        }
    }
    for (; i <= mid; i++) {
        temp[k] = arr[i];
        k++;
    }
    for (; j <= right; j++) {
        temp[k] = arr[j];
        k++;
    }
    for (let i = left; i <= right; i++) { // 错误点1
        arr[i] = temp[i]; // 错误点1
    }
}

let arr = [ 5, 3, 7, 2, 9, 12, 4 ];
n = arr.length;
mergesort(arr, 0, n); // 错误点2

// 原始错误代码片段
for (let i = left; i <= right; i++) {
    arr[i] = temp[i];
}

// 修正后的代码片段
for (let idx = 0; idx < k; idx++) {
    arr[left + idx] = temp[idx];
}

// 优化后的mid计算
let mid = left + ((right - left) >> 1);

// 原始代码片段
for (; i <= mid; i++) {
    temp[k] = arr[i];
    k++;
}
for (; j <= right; j++) {
    temp[k] = arr[j];
    k++;
}

/**
 * 归并排序主函数
 * @param {Array<number>} arr 要排序的数组
 * @param {number} left 子数组的起始索引 (包含)
 * @param {number} right 子数组的结束索引 (不包含)
 */
function mergesort(arr, left, right) {
    // 当子数组长度大于1时才进行排序
    if (right - left > 1) {
        // 计算中间索引，采用位运算优化
        let mid = left + ((right - left) >> 1);
        // 递归排序左半部分 [left, mid)
        mergesort(arr, left, mid);
        // 递归排序右半部分 [mid, right)
        mergesort(arr, mid, right);
        // 合并两个已排序的子数组
        merge(arr, left, mid, right);
    }
}

/**
 * 合并两个有序子数组
 * @param {Array<number>} arr 原数组
 * @param {number} left 第一个子数组的起始索引 (包含)
 * @param {number} mid 第一个子数组的结束索引 (不包含), 也是第二个子数组的起始索引 (包含)
 * @param {number} right 第二个子数组的结束索引 (不包含)
 */
function merge(arr, left, mid, right) {
    let i = left;  // 左半部分子数组的当前索引
    let j = mid;   // 右半部分子数组的当前索引
    let k = 0;     // 临时数组的当前索引
    let temp = []; // 临时存储合并结果的数组

    // 比较左右两个子数组的元素，依次放入temp数组
    while (i < mid && j < right) {
        if (arr[i] <= arr[j]) {
            temp[k++] = arr[i++];
        } else {
            temp[k++] = arr[j++];
        }
    }

    // 将左半部分剩余元素放入temp (如果有的话)
    while (i < mid) {
        temp[k++] = arr[i++];
    }

    // 将右半部分剩余元素放入temp (如果有的话)
    // 注意：如果左半部分有剩余，右半部分不可能有；反之亦然。
    // 所以这里的两个while循环只会执行其中一个。
    while (j < right) {
        temp[k++] = arr[j++];
    }

    // 将temp数组中的有序元素复制回原数组的对应位置
    // 这里的i重新用作temp数组的索引，从0开始
    for (let idx = 0; idx < k; idx++) {
        arr[left + idx] = temp[idx];
    }
}

// 示例调用
let data = [ 5, 3, 7, 2, 9, 12, 4 ];
mergesort(data, 0, data.length); // 初始调用：从索引0到数组长度(不包含)
console.log(data); // 输出: [2, 3, 4, 5, 7, 9, 12]