public class MergeSort {

    /**
     * 对 arr进行排序
     *
     * @param arr arr
     */
    public static void sort(Comparable[] arr) {
        sort(arr, 0, arr.length - 1);
    }

    /**
     * 为 arr[left...right] 的元素排序
     *
     * @param arr   arr
     * @param left  左边界
     * @param right 右边界
     */
    private static void sort(Comparable[] arr, int left, int right) {
        // 如果只剩下一个元素，直接返回
        if (left >= right) {
            return;
        }
        // 计算中点
        int mid = (left + right) >>> 1;	// 相当于(left+right)/2 位运算要比除法效率高
        sort(arr, left, mid);
        sort(arr, mid + 1, right);
        merge(arr, left, mid, right);
    }

    /**
     * 将 arr[left...mid] 与 arr[mid+1...right] 两个子数组归并操作
     *
     * @param arr   arr
     * @param left  左边界
     * @param mid   中心
     * @param right 右边界
     */
    private static void merge(Comparable[] arr, int left, int mid, int right) {
        // 对子数组进行拷贝，便于比较归并
        Comparable[] temp = Arrays.copyOfRange(arr, left, right + 1);
        int i = left;
        int j = mid + 1;
        for (int k = left; k <= right; k++) {
            // 左边子数组归并完毕
            if (i > mid) {
                arr[k] = temp[j - left];
                j++;
            }
            // 右边子数组归并完毕
            else if (j > right) {
                arr[k] = temp[i - left];
                i++;
            }
            // 左边子数组所指元素 > 右边子数组所指元素
            else if (temp[i - left].compareTo(temp[j - left]) > 0) {
                arr[k] = temp[j - left];
                j++;
            }
            // 否则
            else {
                arr[k] = temp[i - left];
                i++;
            }
        }
    }
}