Question

我一直在做我的作业，比较一堆排序算法，我遇到了一个奇怪的现象。事情已经如预期的那样：insertionsort赢得了像20个整数的表格，否则快速超越了heapsort和mergesort。最多可达500,000个表格（存储在内存中）。对于5,000,000英镑（仍然存储在内存中），快速排序突然变得更糟，然后是heapsort和mergesort。数字总是随机均匀分布，关闭Windows虚拟内存。任何人都知道可能是什么原因？

     void quicksortit(T *tab,int s) {
                   if (s==0 || s==1) return;
                   T tmp;
                   if (s==2) {
                      if (tab[0]>tab[1]) {
                                         tmp=tab[0];
                                         tab[0]=tab[1];
                                         tab[1]=tmp;
                                         }
                      return;
                      }
                   T pivot=tab[s-1];
                   T *f1,*f2;
                   f1=f2=tab;
                   for(int i=0;i<s;i++)
                           if (*f2>pivot)
                              f2++;
                           else {
                                tmp=*f1;
                                *f1=*f2;
                                *f2=tmp;
                                f1++; f2++;
                                }
                   quicksortit(tab,(f1-1)-tab);
                   quicksortit(f1,f2-f1);
     };

Answer 1

当数组中有许多重复项时，您的算法开始失败。您只注意到这个值很大，因为您一直在为算法提供具有较大跨度的随机值
（假设您使用了rand（）：0 - RAND_MAX），并且该问题仅出现在大阵列。

当您尝试对相同数字的数组进行排序（尝试排序100000个相同的数字，程序将崩溃）时，您将首先遍历整个数组，多余地交换元素。然后将数组拆分为两个，但是大数组只减少了1：

                    v
quicksortit(tab,(f1-1)-tab);

因此，您的算法变为O（n ^ 2），并且您还消耗了大量的堆栈。在这种情况下，搜索更好的支点并不会帮助您，而是选择不会出现此缺陷的quicksort（）版本。

例如：

function quicksort(array)
    if length(array) > 1
        pivot := select middle, or a median of first, last and middle
        left := first index of array
        right := last index of array
        while left <= right
            while array[left] < pivot
                left := left + 1
            while array[right] > pivot
                right := right - 1
            if left <= right
                swap array[left] with array[right]
                left := left + 1
                right := right - 1
        quicksort(array from first index to right)
        quicksort(array from left to last index)

以下是http://rosettacode.org/wiki/Sorting_algorithms/Quicksort

的修改版本

Answer 2

可能是您的阵列现在比L3缓存大。

Quicksort分区操作将随机元素从数组的一端移动到另一端。典型的intel L3缓存就像8MB。使用5M 4字节元素 - 您的阵列为20MB。而你正在从它的一端写到另一端。

L3中的缓存未命中转到主内存，并且比更高级别的缓存未命中更慢

。

直到现在，整个排序操作完全在CPU内部运行。

对于大桌子来说，这是一种奇怪的速度

2 个答案: