2.3.28 #
解答 #
对 Sort 方法做修改,添加一个层层传递的 depth 参数,每加一层 depth 就加一,结束时取左右较大的 depth 返回。
protected int Sort<T>(T[] a, int lo, int hi, int depth) where T: IComparable<T>
{
if (hi <= lo) // 别越界
return depth;
if (hi - lo <= M)
{
// 调用插入排序
for (var i = lo; i <= hi; i++)
for (var k = i; k > lo && Less(a[k], a[k - 1]); k--)
Exch(a, k, k - 1);
return depth;
}
var j = Partition(a, lo, hi);
var left = Sort(a, lo, j - 1, depth + 1);
var right = Sort(a, j + 1, hi, depth + 1);
return Less(left, right) ? right : left;
}
测试结果
代码 #
public class QuickSortInsertion : BaseSort
{
/// <summary>
/// 切换到插入排序的阈值。
/// </summary>
public int M { get; set; }
/// <summary>
/// 上一次排序的最大递归深度。
/// </summary>
public int Depth { get; private set; }
/// <summary>
/// 默认构造函数。
/// </summary>
public QuickSortInsertion()
{
M = 10;
}
/// <summary>
/// 用快速排序对数组 a 进行升序排序。
/// </summary>
/// <typeparam name="T">需要排序的类型。</typeparam>
/// <param name="a">需要排序的数组。</param>
/// <returns>递归深度。</returns>
public override void Sort<T>(T[] a)
{
Shuffle(a);
Depth = Sort(a, 0, a.Length - 1, 0);
Debug.Assert(IsSorted(a));
}
/// <summary>
/// 用快速排序对数组 a 的 lo ~ hi 范围排序。
/// </summary>
/// <typeparam name="T">需要排序的数组类型。</typeparam>
/// <param name="a">需要排序的数组。</param>
/// <param name="lo">排序范围的起始下标。</param>
/// <param name="hi">排序范围的结束下标。</param>
/// <param name="depth">深度。</param>
protected int Sort<T>(T[] a, int lo, int hi, int depth) where T: IComparable<T>
{
if (hi <= lo) // 别越界
return depth;
if (hi - lo <= M)
{
// 调用插入排序
for (var i = lo; i <= hi; i++)
for (var k = i; k > lo && Less(a[k], a[k - 1]); k--)
Exch(a, k, k - 1);
return depth;
}
var j = Partition(a, lo, hi);
var left = Sort(a, lo, j - 1, depth + 1);
var right = Sort(a, j + 1, hi, depth + 1);
return Less(left, right) ? right : left;
}
/// <summary>
/// 对数组进行切分,返回枢轴位置。
/// </summary>
/// <typeparam name="T">需要切分的数组类型。</typeparam>
/// <param name="a">需要切分的数组。</param>
/// <param name="lo">切分的起始点。</param>
/// <param name="hi">切分的末尾点。</param>
/// <returns>枢轴下标。</returns>
private int Partition<T>(T[] a, int lo, int hi) where T : IComparable<T>
{
int i = lo, j = hi + 1;
var v = a[lo];
while (true)
{
while (Less(a[++i], v))
if (i == hi)
break;
while (Less(v, a[--j]))
if (j == lo)
break;
if (i >= j)
break;
Exch(a, i, j);
}
Exch(a, lo, j);
return j;
}
/// <summary>
/// 打乱数组。
/// </summary>
/// <typeparam name="T">需要打乱的数组类型。</typeparam>
/// <param name="a">需要打乱的数组。</param>
private void Shuffle<T>(T[] a)
{
var random = new Random();
for (var i = 0; i < a.Length; i++)
{
var r = i + random.Next(a.Length - i);
var temp = a[i];
a[i] = a[r];
a[r] = temp;
}
}
}
测试用例
Console.WriteLine("M\tN\tDepth");
Trial(10);
Trial(20);
Trial(50);
// 进行一次测试。
static void Trial(int m)
{
var sort = new QuickSortInsertion();
var trialTime = 5;
// 由于排序前有 Shuffle,因此直接输入有序数组。
// M=10
sort.M = m;
var totalDepth = 0;
for (var n = 1000; n < 10000000; n *= 10)
{
for (var i = 0; i < trialTime; i++)
{
var a = new int[n];
for (var j = 0; j < n; j++)
{
a[j] = j;
}
sort.Sort(a);
totalDepth += sort.Depth;
}
Console.WriteLine(sort.M + "\t" + n + "\t" + totalDepth / trialTime);
}
}