为什么使用二进制搜索的插入排序比使用线性搜索的插入排序慢?

时间:2013-11-10 16:20:05

标签: performance algorithm insertion-sort

为什么使用二进制搜索的插入排序比使用线性搜索的插入排序慢?

插入代码使用线性搜索排序:

void InsertionSort(int data[], int size)
{
    int i=0, j=0, temp=0;

    for(i=1; i<size; i++)
    {
     temp = data[i];
     for (j=i-1; j>=0; j--)
         {
             if(data[j]>temp)
             data[j+1]=data[j];
             else  
                 break;
         }
     data[j+1] = temp;       
    }        
}

使用线性搜索进行插入排序的代码:

void InsertionSort (int A[], int n)
{
    int i, temp;
    for (i = 1; i < n; i++)
    {
        temp = A[i];

        /* Binary Search */

        int low = 0, high = i, k;

        while (low<high)
        {
            int mid = (high + low) / 2;


            if (temp <= A[mid]) 
                high = mid;

            else 
                low = mid+1;
        }

        for (k = i; k > high; k--)
            A[k] = A[k - 1];


        A[high] = temp;
    }
 }

虽然使用二进制搜索的比较数= O(nlogn)和使用线性搜索的比较数= O(n ^ 2)的平均情况。

enter image description here

原始插入排序是具有线性搜索和修改插入排序的排序是具有二进制搜索的排序。

1 个答案:

答案 0 :(得分:5)

因为搜索和移动在第一种情况下合并,搜索只是在第二种情况下的额外工作。

与移动整数相比,比较整数是便宜的。考虑划分,循环开销,在每次循环迭代中采取条件跳转与未采取的cond跳跃等等...

PS。实际上,在线性搜索版本中,内部循环通常看起来像:

.L5:
    leaq    -1(%rcx), %rsi
    movl    4(%rdi,%rsi,4), %eax
    cmpl    %eax, %r9d
    jge .L3
    movq    %rcx, %r8
    movq    %rsi, %rcx
    subl    $1, %edx
    movl    %eax, 4(%rdi,%r8,4)
    cmpl    $-1, %edx
    jne .L5
    movq    $-1, %rcx
.L3:

其中jge .L3只执行一次,并且可以合理地预期该分支被预测为非采用而不会对管道产生不利影响。

至于其他版本的内循环,我不想看它:)

PS。顺便说一句,线性搜索也有一些更好的局部性,而二进制搜索则遍布整个地方。