排序算法实践

那天阅读《代码之美》这本书的章节，写个程序试试其中的排序算法的例子，运行成功后，突然想试试和VC9自带的 STL sort函数比较一下，测试结果出乎我所料，这个例子比STL 的sort函数一般快上3~4倍之多，觉得很是奇怪，检查了一下，发现应该是debug版的原因，切换到release版再测，对于小数据STL 的sort要快很多，但是碰到大数据量（千万级别的数据）的时候，这个例子有的时候反到要快不少。难道真的如《程序设计实践》里所说的那样“STL作为C++ 的一个新部分，仍然受到不成熟实现的损害。。。”对于VC STL我以前做文件夹同步功能的时候过一些研究，我当时用的是VC6，不像SGI STL sort为保证其最差速度是也是logn而采用的是混合排序法（快速排序，插入排序，堆排序），它的sort函数用的就是快速排序算法。照理说应该和这里例子函数速度差不多。带着疑问，我打开<<algorithm>文件中查看其中的的sort函数代码，结果发现VC9也已经与时俱进，其中sort函数用的也是如同SGI STL一样的混合排序法，当分割数据次数过多的时候（allow 1.5 log2(N) divisions），使用堆排序或者插入排序算法。这样的话能够避免最差速度为n*n,但是鱼和熊掌不可兼得，一般情况下肯定会影响到排序速度（快速排序算法一般会比堆排序或者插入排序算法要快）。就向候捷曾经说过的”源码之前，了无秘密“。以下附上例子代码以及vc9sort代码。

 

例子代码：

// test2.cpp : Defines the entry point for the console application.//#include "stdafx.h"#include "stdlib.h"#include "time.h"#include "windows.h"#include <iostream>#include <algorithm>#include <vector>using namespace std;void quicksort(int* data, int l, int u);int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]){const int NUM_DATA = 10000000;srand((unsigned int)::time(NULL));vector<int> data1(NUM_DATA), data2(NUM_DATA);for (vector<int>::size_type i = 0; i < NUM_DATA; i++){data1[i] = data1[2] = rand();}wcout << _T("Begin to sort data1 by my quicksort") << endl;DWORD d1 = GetTickCount();quicksort(&data1[0], 0, data1.size()-1);DWORD cost_time = GetTickCount() - d1;wcout << _T("Cost time:") << cost_time << _T("ms") << endl;/*for (vector<int>::size_type i = 0; i < data1.size(); i++){wcout << data1[i] << " ";}wcout << endl;//*/wcout << _T("Begin to sort data2 by STL quicksort") << endl;d1 = GetTickCount();sort(data2.begin(), data2.end());cost_time = GetTickCount() - d1;wcout << _T("Cost time:") << cost_time << _T("ms") << endl;return 0;}void swap(int* data, int l, int m){if (!data) return; int temp = data[l];data[l] = data[m];data[m] = temp;}void quicksort(int* data, int l, int u){ if (!data) return;if (l >= u) return; int n = rand() % (u - l) + l;swap(data, l, n);int m = l;for (int i = l+1; i <= u; i++)if (data[i] < data[l])swap(data, ++m, i);swap(data,l, m);quicksort(data, l, m-1);quicksort(data, m+1, u);}

 

vc9sort代码：

template<class _RanIt,class _Diff> inlinevoid _Sort(_RanIt _First, _RanIt _Last, _Diff _Ideal){// order [_First, _Last), using operator<_Diff _Count;for (; _ISORT_MAX < (_Count = _Last - _First) && 0 < _Ideal; ){// divide and conquer by quicksortpair<_RanIt, _RanIt> _Mid =std::_Unguarded_partition(_First, _Last);_Ideal /= 2, _Ideal += _Ideal / 2;// allow 1.5 log2(N) divisionsif (_Mid.first - _First < _Last - _Mid.second){// loop on second halfstd::_Sort(_First, _Mid.first, _Ideal);_First = _Mid.second;}else{// loop on first halfstd::_Sort(_Mid.second, _Last, _Ideal);_Last = _Mid.first;}}if (_ISORT_MAX < _Count){// heap sort if too many divisionsstd::make_heap(_First, _Last);std::sort_heap(_First, _Last);}else if (1 < _Count)std::_Insertion_sort(_First, _Last);// small}template<class _RanIt> inlinevoid sort(_RanIt _First, _RanIt _Last){// order [_First, _Last), using operator<_DEBUG_RANGE(_First, _Last);std::_Sort(_CHECKED_BASE(_First), _CHECKED_BASE(_Last), _Last - _First);}