我在C++中实现了快速排序算法。但是，我的算法运行速度比合并排序算法慢得多。它在反向阵列上的运行速度确实要快得多，但除此之外，它需要大约四到五倍的时间。
我的算法使用递归，尽管我认为这不是问题所在。我试图切换到随机枢轴而不是三个枢轴选择的中位数。那甚至更慢。
包括：
#include<algorithm>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
#include<iostream>
unsigned int recurse(int*a,unsigned int length)
{
int value=0;
unsigned int depth=0;
if(length<=1)
{
depth=1;
}
else if(length==2)
{
if(a[0]>a[1])
{
value=a[0];
a[0]=a[1];
a[1]=value;
}
depth=1;
}
else if(length==3)
{
if(a[0]>a[1])
{
value=a[0];
a[0]=a[1];
a[1]=value;
}
if(a[0]>a[2])
{
value=a[0];
a[0]=a[2];
a[2]=value;
}
if(a[1]>a[2])
{
value=a[1];
a[1]=a[2];
a[2]=value;
}
depth=1;
}
else
{
//unsigned int fifth=(length>>3)+(length>>4)+(length>>6);
unsigned int middle=length>>1;
unsigned int choices[5]={0,middle>>1,middle,middle+(middle>>1),length-1};
unsigned int left=0;
unsigned int right=length-1;
unsigned int index=0;
for(unsigned int i=0;i<4;i++)
{
index=i;
while(a[choices[index]]>a[choices[index+1]])
{
value=a[choices[index]];
a[choices[index]]=a[choices[index+1]];
a[choices[index+1]]=value;
if(index>0)
{
index--;
}
}
}
while(right>left)
{
while((a[++left]<=a[middle])&&right>left);
while((a[--right]>=a[middle])&&right>left);
if(right>left)
{
value=a[left];
a[left]=a[right];
a[right]=value;
}
}
value=a[middle];
if(left<middle&&right<middle)
{
a[middle]=a[left];
a[left]=value;
middle=left;
}
else if(left>middle&&right>middle)
{
a[middle]=a[left-1];
a[left-1]=value;
middle=left-1;
}
long double y;
x++;
ratio+=y=fabs((long double)(length>>1)-(long double)middle)/length;
if(length>=1048576)
{
cout<<middle<<" "<<length<<" "<<y<<endl;
}
depth=max(recurse(a,middle),recurse(a+middle+1,length-middle-1))+1;
}
return depth;
}
仅用于计算递归深度。我试图看看这是否是一个问题。
int main(int argl,char**argv)
{
unsigned int length=0;
cin>>length;
cout<<length<<endl;
int*numbers=new int[length];
for(unsigned int i=0;i<length;i++)
{
numbers[i]=(int)rand()%(length<<1);
}
time_t start=time(0);
mergesort(numbers,length);
time_t end=time(0);
cout<<end-start<<endl;
for(unsigned int i=0;i<length;i++)
{
numbers[i]=(int)rand()%(length<<1);
}
start=time(0);
unsigned int depth=recurse(numbers,length);
end=time(0);
cout<<end-start<<endl;
cout<<"Depth: "<<depth<<endl;
return 0;
}
编辑：合并排序的代码，根据要求：
void mergesort(int*a,unsigned int length)
{
if(length<=1)
{
return;
}
else if(length==2)
{
if(a[0]>a[1])
{
int value=a[0];
a[0]=a[1];
a[1]=value;
}
}
else
{
unsigned int index1=0,index2=0;
unsigned int divide1=1,divide2=1;
unsigned int merge=2;
unsigned int start=0;
int*b=new int[length];
while(merge<=length)
{
while(index1<divide1&&index2<divide2)
{
if(a[start+index1]>a[start+divide1+index2])
{
b[start+index1+index2]=a[start+divide1+index2++];
}
else
{
b[start+index1+index2]=a[start+index1++];
}
}
if(index1<divide1)
{
for(unsigned int i=index1;index1<divide1;index1++)
{
b[start+index1+index2]=a[start+index1];
}
}
else
{
for(unsigned int i=index2;index2<divide2;index2++)
{
b[start+index1+index2]=a[start+divide1+index2];
}
}
if(start+merge>=length)
{
if(start==0)
{
merge<<=1;
}
else
{
start=0;
index1=0;
index2=0;
divide1=merge;
divide2=merge<<1>length?length-divide1:merge;
merge=divide1+divide2;
}
for(unsigned int i=0;i<length;i++)
{
a[i]=b[i];
}
}
else
{
start+=merge;
index1=0;
index2=0;
divide1=start+divide1>length?length-start:divide1;
divide2=start+merge>length?max((int)(length-(start+divide1)),0):divide2;
}
}
}
}
对于33554432数字，结果：编辑，更改了我的代码，更新了结果：
33554432
33554432
8
22
Depth: 765
0.4437349830864823
最后一个数字是枢轴与中间的平均距离。它几乎是0.45，几乎是一比二十的分裂。
没有其他方法可以做到这一点，只能在这里回答。如果要呼叫new请对delete进行相应的调用。
rand()不是那么随机，请考虑使用 C++11 随机库。
为了简洁起见，我没有包括您的算法，但我没有对其进行任何更改。我已经在 Ubuntu 和 MacOS 上运行了这段代码。
int main() {
// Here are 50 random numbers I get when I use your method, I have put
// them in a vector.
std::vector<int> v = {7, 49, 89, 74, 34, 8, 24, 62, 35, 13, 24, 53,12,
2, 51, 71, 55, 49, 88, 52, 15, 49, 45, 5, 88, 21,
75, 54, 8, 7, 25, 50, 8, 19, 2, 33, 19, 13, 3, 69,
31, 80, 49, 72, 77, 65, 44, 43};
// I set the size of the vector to be the size of this raw array.
unsigned int length = v.size();
int* numbers= new int[length];
for(int i = 0; i < length; i++)
numbers[i] = v[i];
// 7 49 89 74 34 8 24 62 35 13 24 53 12 2 51 71 55...
for (int i = 0; i < length; i++)
std::cout << numbers[i] << " ";
std::cout << std::endl;
unsigned int depth = recurse(numbers, length);
// 5 2 3 2 7 7 8 12 8 13 8 13 15 19 19 24...
for (int i = 0; i < length; i++)
std::cout << numbers[i] << " ";
delete[] numbers;
return 0;
}
我对这里发生的事情很感兴趣。也许我不知何故弄错了，但无论哪种方式，我希望这有所帮助(至少我们中的一个人(。
至于我的答案可能很重要的原因是，当我运行您的 mergesort 算法时，除了数组中的最后一个元素之外，数组中的所有内容都归零。如果确实是这种情况，也许其他人可以确认，那么它可能比您的快速排序更有效地执行此操作。
最好