Java递归归并排序与自定义数组切片及多路合并教程

/**
 * 自定义数组切片方法，功能等同于 Arrays.copyOfRange
 *
 * @param original 原始数组
 * @param from     起始索引（包含）
 * @param to       结束索引（不包含）
 * @return 包含指定范围元素的新数组
 */
private static int[] copyArray(int[] original, int from, int to) {
    // 检查索引有效性，防止越界或创建负长度数组
    if (from < 0 || to > original.length || from > to) {
        throw new IllegalArgumentException("Invalid 'from' or 'to' indices.");
    }
    int[] result = new int[to - from];
    for (int i = from; i < to; i++) {
        result[i - from] = original[i];
    }
    return result;
}

public static void mergeSort(int[] A) {
    if (A.length > 1) {
        int mid = A.length / 2;

        // 使用自定义的 copyArray 方法代替 Arrays.copyOfRange
        // 左子数组包含从0到mid-1的元素
        int[] leftArray = copyArray(A, 0, mid);
        // 右子数组包含从mid到A.length-1的元素
        int[] rightArray = copyArray(A, mid, A.length);

        mergeSort(leftArray);
        mergeSort(rightArray);

        // 将排序后的左右子数组合并回原始数组A
        merge(A, leftArray, rightArray);
    }
}

/**
 * 将两个已排序的子数组合并回主数组
 *
 * @param mainArray 目标主数组，用于存放合并结果
 * @param leftArray 已排序的左子数组
 * @param rightArray 已排序的右子数组
 */
public static void merge(int[] mainArray, int[] leftArray, int[] rightArray) {
    int i = 0; // leftArray 的当前索引
    int j = 0; // rightArray 的当前索引
    int k = 0; // mainArray 的当前索引

    // 比较左右子数组的元素，将较小的元素放入主数组
    while (i < leftArray.length && j < rightArray.length) {
        if (leftArray[i] <= rightArray[j]) {
            mainArray[k++] = leftArray[i++];
        } else {
            mainArray[k++] = rightArray[j++];
        }
    }

    // 将 leftArray 中剩余的元素复制到主数组
    while (i < leftArray.length) {
        mainArray[k++] = leftArray[i++];
    }

    // 将 rightArray 中剩余的元素复制到主数组
    while (j < rightArray.length) {
        mainArray[k++] = rightArray[j++];
    }
}

/**
 * 合并三个已排序的数组
 *
 * @param a 第一个已排序数组
 * @param b 第二个已排序数组
 * @param c 第三个已排序数组
 * @return 合并后的新数组
 */
public static int[] mergeArrays3(int[] a, int[] b, int[] c) {
    int[] result = new int[a.length + b.length + c.