排序问题-《编程珠玑》 ch1 开篇_ 1.6.3

本文探讨了编程中不同排序算法的性能，通过对比系统自带的STL sort函数、位图排序和冒泡排序，展示了在处理大量数据（如N=80000）时，冒泡排序的效率显著降低。同时，对STL sort的高效性能提出疑问，指出其性能接近位图排序。

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习题1.6.3

对比系统自带的排序（这里使用STL中的sort函数）、使用位图排序和冒泡排序。输入是txt文本，使用生成的随机数序列。

测试代码如下：

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <fstream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <bitset>

using namespace std;


void readData(int a[], int n, const string & file)
{
    ifstream in(file.c_str());
    int i=0;
    while(i<n)
    {
        in>>a[i];
        i++;
    }
    in.close();
}
void saveDate(int a[], int n, const string & file)
{
    ofstream o(file.c_str());
    int i=0;
    while(i<n)
    {
        o<<a[i]<<"\n";
        i++;
    }
    o.close();
}
void sysSort(int a[], int n)
{
    sort(a,a+n);
    ofstream o("ss.txt");
    int i=0;
    while(i<n)
    {
        o<<a[i]<<"\n";
        i++;
    }
    o.close();
}


void BubleSort(int a[], int n)
{
    for(int i=0; i<n; i++)
    {
        bool flag=false;
        for(int j=0; j<n-i-1; j++)
        {
            if(a[j]>a[j+1])
            {
                swap(a[j],a[j+1]);
                flag = true;
            }
        }
        if(flag==false)
            break;
    }
    ofstream o("bs.txt");
    int i=0;
    while(i<n)
    {
        o<<a[i]<<"\n";
        i++;
    }
    o.close();
}

void mySort(int a[], int n)
{
    const int Base  = 1000000;///所有的7位数都减去1000000,即前Base位不用，所以节省这么多内存位
    const int Range = 10000000 - Base;
    //BitMap bm(Range);
    bitset<Range> bm;
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        bm.set(a[i]-Base);
    }
    ///save data
    ofstream o("ms.txt");
    for(int i=0;i<Range;i++)
    {
        if(bm.test(i))
            o<<i+Base<<"\n";
    }
    o.close();
}
int main()
{
    const int N = 8000000;///需要排序的数的个数
    int * a = new int[N]();
    readData(a,N,"d.txt");

    ///start
    time_t cs=time(0);
    sysSort(a,N);
    time_t cd=time(0);
    cout<<"sys sort time: "<<cd-cs<<" s."<<endl;

    readData(a,N,"d.txt");
    ///start
    cs=time(0);
    mySort(a,N);
    cd=time(0);
    cout<<"my sort time: "<<cd-cs<<" s."<<endl;

    readData(a,N,"d.txt");
    ///start
    //int b[] = {1,6,2,0,3,77,8,11};
    cs=time(0);
    BubleSort(a,N);
    cd=time(0);
    cout<<"buble sort time: "<<cd-cs<<" s."<<endl;


    delete [] a;
    return 0;
}

测试结果：

sys sort time: 6 s.
my sort time: 3 s.

当N=8000000时，等了10多分钟，还没结束。i3的处理器一个核一直以接近满负荷运行，直接中断退出了。

把N设置为N=80000时的结果：

sys sort time: 0 s.
my sort time: 0 s.
buble sort time: 39 s.

Process returned 0 (0x0)   execution time : 43.309 s
Press any key to continue.

难怪N=8000000时半天还没结束。。。。8万个数据排序居然要39秒。。。。龟速

可以看出，当数据量比较大时，冒泡排序性能急剧下降。。。

但是我很奇怪的是，stl中的sort为什么效率那么高？？

仅仅比位图排序的时间大一倍而已，也就是说在同一个数量级上。