两种外排序的思路sorting by merging&sorting by distribution

来源:互联网 发布:知乎课程 编辑:程序博客网 时间:2024/06/04 17:56

很早以前我写过一篇博客推荐过一本书《Algorithms and Data Structures for External Memory》

http://blog.csdn.net/pennyliang/archive/2010/02/28/5334218.aspx

 

今天我思考了一个问题,顺便翻了翻,对外排序进行了些思考,分享如下:

假定在磁盘上有16个数字,而内存只能容下4个数进行排序,那么归并的排序和桶排序有怎样的区别呢?其实各有千秋。归并的排序无疑是最常用的,思想简单,但最后一步多路归发挥多核优势有困难,桶排序的方法充分发挥多核优势,难点在于如何让桶内distributing进来的关键字数量一致,详细可参考我曾推荐的这本书。

 

为了便于理解我举了个例子:

 

 

input:1  4  2  8  12  11  3  6  9  40  28  27   21  7  6  3

output

 

sorting by merge

(1)分段                 (2)内排序        3)多路归并(败者树)

1   4   2   8             1  2   4   8

12  11  3   6           3  6   11  12  

9   40  28  27         9  27  28  40     1 2 3 3 4 6 6 7 8 9 11 12 21 27 28 40

21  7   6   3            3  6    7   21

(1)其实是什么也不做

磁盘IO量0

input:1  4  2  8  12  11  3  6  9  40  28  27   21  7  6  3

output

(2)

磁盘IO量16*2=32字节(读16字节,写16字节)

input:1  2  4  8  3  6  11  12  9  27  28  40   3  6  7  21

output

(3)

磁盘IO量读16*2 = 32字节

input:     1  2  4  8  3  6  11  12  9  27  28  40   3  6  7  21

output1  2  3  3  4  6  6  7  8  9  11  12  21  27  28  40

 

如果有4CPU,第一、二个阶段4CPU可以同时参与计算,第三阶段最多可有2CPU可参与计算,一个从output开头写,一个从output结尾写,两头往中间写,直到满。文件可以采用内存映射的方式,实现两头往中间写。

 

 

sorting by distribution

(1)分桶                 (2)内排序(排序后,则按桶的顺序自然有序)        

1   2   3   3             1   2    3    3

4   6   7   6             4   6    6    7

8   9   12  11          8   9    11  12   

40  28  27  21        21  27  28  40

 

(1)

磁盘IO量16*2 = 32字节

input:     1  4  2  8  12  11  3  6  9  40  28  27   21  7  6  3

output1  2  3  3  4  6  7  6  8  9  12  11  40  28  27  21

(2)

磁盘IO量16*2 = 32字节

input:     1  4  2  8  12  11  3  6  9  40  28  27   21  7  6  3

output1  2  3  3  4  6  6  7  8  9  11  12  21  27  28  40

 

如果有4CPU,第一、二个阶段4CPU可以同时参与计算。但难点是如何让每个桶的数均匀。

 

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