程式設計珠璣開篇磁碟檔案排序問題

輸入:

所輸入的檔案,至多包含n個正整數,每個正整數都小於n,題目中n = 10^7,如果輸入時某個正整數重複出現倆次,就會產生致命的錯誤,這些整數,與其他任何資料都不相關.

輸出:以增序形式輸出經過排序的整數列表

約束至多只有1mb(包括程式本身)可用的主存,但是可以用的磁碟空間是充足的,執行時間至多幾分鐘,10秒針是最適宜的執行時間.

作者第乙個方案使用基於磁碟的合併排序.將每個號碼用32位整數表示,可以在1mb的空間裡儲存250000個號碼,使用乙個帶有40個通道的程式,在第乙個通道中將前250000的任意整數讀入記憶體,並對它們進行排序,可以使用高效的快速排序,但是完成整個任務,我們要犧牲讀檔案40次的代價.最後作者引出了另外一種解決方案點陣圖和位向量:

我們可以用乙個20位的字串可以表示小於20的非負數集合.例如,我們可以將集合儲存在下面字串中:

集合中代表數字的各個位設定為1 ,而其他的位全部設定為0

在上面問題中,我們使用一千萬位的字串表示該檔案,當且僅當整數i在該檔案中的時候,第i位才被設定為1,這種表示法使用了這個問題中的三中屬性,輸入的範圍相對小一些,並且還不包括重複的資料,而且沒有資料和單個整數以外的每一記錄相關聯

演算法實現分三階段

1 設定每個位為0

2 讀取檔案,將相應的位設定為1

3 檢查每個位,當為1時,將整數寫入

這些函式使用常量來設定，清除並測試位值

#define bitspereord 32 // the type int contains 32 bits 
#define shift  5 // pow(2,5)
#define mask 0x1f //00011111
#define number 10000000
int bitbuffer[ 1 + number / bitspereord ] ;
void clr( int i ) //set every bit 0 
//i & mask 相當於 i mod 32

void set ( int i ) //set the n bits 1  
int test( int i ) //read the sort number from bitbuffer 
通過位運算實現的上面的排序演算法如下：

int main () 
while(scanf("%d",&i) != eof )
for ( i = 0 ; i < number ;i ++ )
return 0 ;
}使用乙個包含100萬個不重複正整數的檔案且每個正整數都小於1000萬進行測試：下表報告了使用

系統命令行排序，c++和c的排序程式，位運算的排序成本

系統排序 c++/stl c/qsort c/位運算總時間（秒） 8938 12.6 10.7 計算時間（秒） 7928 2.40.5 mb0.8704 1.25

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