第十一章 外部排序

第十一章 外部排序

第十一章外部排序

一、內容提要

1、外部排序指待排序檔案較大，記憶體一次存放不下，尚需存放在外部介質的檔案的排序。

2、為減少平衡歸併中外存讀寫次數所採取的方法：增大歸併路數和減少歸併段個數。

3、利用敗者樹增大歸併路數。

4、利用置換—選擇排序增大歸併段長度來減少歸併段個數。

5、由長度不等的歸併段，進行多路平衡歸併，需要構造最佳歸併樹。

6、磁帶的多步歸併排序。

二、學習要點

1、熟悉外部排序的兩個階段，歸併過程。

2、掌握外部排序過程中進行外存讀

/寫次數的計算方法。

3、「勝者樹」增大歸併路數不能減少外存讀寫次數，」敗者樹」可以勝任。掌握敗者樹建立及歸併演算法。

4、熟悉置換—選擇排序的過程，理解它能得到平均長度為工作區兩倍的初始歸併段的道理。

5、熟練掌握最佳歸併樹的構造方法，及該過程中對外存讀

/寫次數的計算方法。

6、了解磁帶多步歸併的特點，熟悉歸併過程及設定虛假的方法，及歸併過程所需外存讀

/寫次數的計算方法。

三、習題解析

1．「敗者樹「中「敗者「者指的是什麼

?若利用敗者樹求

k的個數中的最大者，若在比較中有

a>b

，誰是敗者。

【解答】

所謂」敗者樹」，就是在比賽（選擇）樹中，每個雙親結點存放兩個子女結點中的」敗者」，而讓「勝者」參加高一層的比賽。在根結點之上，再加乙個結點

o，表示全域性比賽獲勝者。

這裡用敗者樹求

k個數中最大者，若

a>b, a

是勝者，

b小則是敗者。

2．」敗者樹」與「堆」有何區別。

【解答】」敗者樹」是由參加比賽的

n個元素作葉子結點所形成的完全二叉樹。而」堆」則是

n個元素的序列，且具有如下性質：

ki<=k2i             

或：ki>=k2i 且

ki<=k2i+1             

且ki>=k2i+1      (0<=i<=n div 2

) 由於堆的這個性質中,下標

i與2i及

2i+1

的關係，恰與完全二叉樹第

i個結點和它的子樹結點序號關係完全一致，故堆可看成是含

n個結點的完全二叉樹。

3．設有12

個歸併段，其長度分別為30，

44，8，

6，3，

20，60，

18，9，

62，68，

85。現欲作

4路外部歸併排序，試華出表示歸併過程的最佳歸併樹，並計算

wpl。

【解答】

因（12-1

）mod (4-1)=2

，所以的第一次歸併路數為

2+1=3

路，所以最佳歸併樹如下：

____________( 413) __________ ╱

╱ ╲╲

______(64) ­­­­­­­­­_____      (68)    (85)    ______(196)_____

╱╱ ╲╲               ╱     ╱  ╲      ╲

(9 )     (17)   (18)     ( 20)          (30)   (44)    ( 60)    (62)

╱| ╲ (3)  (6)  (8)

wpl=(3+6+8)*3+(9+18+20+30+44+60+62)*2+

（68+85）*1

=51+243*2+153*1

=690

《程式設計珠璣》第十一章 排序

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