import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

public class Main {


    // сляние двух групп елементов одинокового размера
    void mergegroup(int a[], int n, int st1, int st2, int st3) {
      swapgroup(a, n, st1, st3);
                int take1 = 0;
                int take2 = 0;
                for (int i = 0; i < 2 * n; i++) {
                        if ((take2 == n) || ((take1 < n) && (a[take1 + st3] < a[take2 + st2]))) {
                                int t = a[st1 + i];
                                a[st1 + i] = a[take1 + st3];
                                a[take1 + st3] = t;
                                take1++;
                        } else {
                                int t = a[st1 + i];
                                a[st1 + i] = a[take2 + st2];
                                a[take2 + st2] = t;
                                take2++;
                        }
                }
        }


        // сортировка выбором
        void slowsort(int a[], int st, int en) {
                for (int i = st; i < en; i++)
                        for (int j = i + 1; j < en; j++) {
                                if (a[i] > a[j]) {
                                        int k = a[i];
                                        a[i] = a[j];
                                        a[j] = k;
                                }
                        }
        }


        // обмен местами двух групп елементов одинакового размера
        void swapgroup(int a[], int n, int st1, int st2) {
                for (int i = 0; i < n; i++) {
                        int k = a[st1 + i];
                        a[st1 + i] = a[st2 + i];
                        a[st2 + i] = k;
                }
        }


        //слияние
        void merge(int[] a, int n) {
                if (n <= 16) {
                        slowsort(a, 0, n);
                        return;
                }

                // разрез на группы длиной корень из n
                int sizegroup = (int) Math.sqrt(n);
                int remainder = n % sizegroup;
                int numofgrp = n / sizegroup - 1;

                // поиск конца первого массива
                int posgap = 0;
                while ((posgap < sizegroup * numofgrp) && (a[posgap] <= a[posgap + 1]))
                        posgap++;

                // обмен группы содержащей конец первого массива  с последней и обьединение с остатком
                swapgroup(a, sizegroup, numofgrp * sizegroup, posgap - posgap
                                % sizegroup);
                remainder += sizegroup;

                // сортировка групп по первому елементу(в случае равенства по последнему)
                for (int i = 0; i < numofgrp - 1; i++) {
                        int minnum = i;
                        for (int j = i + 1; j < numofgrp; j++)
                                if ((a[j * sizegroup] < a[minnum * sizegroup])
                                        || ((a[j * sizegroup] == a[minnum * sizegroup])
                                        && (a[(j + 1) * sizegroup - 1] < a[(minnum + 1) *sizegroup-1])))
                                      minnum = j;
                        swapgroup(a, sizegroup, i * sizegroup, minnum * sizegroup);
                }

                // поочередное слияние групп
                for (int i = 0; i < numofgrp - 1; i++) {
                        mergegroup(a, sizegroup, i * sizegroup, (i + 1) * sizegroup,
                                        numofgrp * sizegroup);
                }

                // сортировка конца массива
                slowsort(a, n - 2 * remainder, n);

                // поочередное слияние групп в обратную сторону
                for (int i = n - 2 * remainder; i >= remainder; i -= remainder)
                        mergegroup(a, remainder, i - remainder, i, n - remainder);

                // сортировка начала и конца массива
                slowsort(a, 0, 2 * remainder);
                slowsort(a, n - remainder, n);
        }

        // сортировка
        void sort(int[] a) {
                int n = a.length;
                for (int stp2 = 1; stp2 <= n; stp2 *= 2)
                        for (int i = 0; i < n; i += stp2) {
                                int size = Math.min(n, i + stp2) - i;
                                swapgroup(a, size, 0, i);      // для удобства реализации перемещаем
                                merge(a, size);                // требуемый кусок масcива в начало
                                swapgroup(a, size, 0, i);      // там его сортируем и возвращаем обратно
                        }
                if (n > 16)
                        merge(a, n);

        }


        void testsort() throws IOException {
                int n = 100000;
                int[] a = new int[n];
                Random st = new Random();
                for (int i = 0; i < n; i++)
                        a[i] = st.nextInt();
                int[] b = a.clone();
                Arrays.sort(b);
                sort(a);
                for (int i = 0; i < n; i++)
                        if (a[i] != b[i])
                                throw new AssertionError();
        };


        void run() throws IOException {
                for (int i = 0; i < 10; i++) {
                        testsort();
                }
        }


        public static void main(String[] args) throws IOException {
                new Main().run();
        }
}