外部排序

Posted 2021-01-11 wuyepeng

外排序问题的出现，主要是因为内存不够。当需要排序的数据量过多，以至于无法一次性把所有的数据都放入内存，这导致了外排序问题的出现。解决大数据量排序的方法是：先分块排序，后进行块合并。

外排序步骤

 

1. 把原数据分成几段读入内存，以至于每一块都可以完整的在内存中进行排序，排序好后，写入外部存储设备。
2. 归并已排序好的数据块。

这就是归并排序在外排序中的应用。

    对每块数据进行排序，可以使用各种内排序方法：快速排序、归并排序、堆排序等。这个比较简单，下面模拟一个对排序好的数据块进行归并的过程。

#include<iostream>
#include<iomanip>
#include<assert.h>
using namespace std;

const int MAX = 100;
int key[5][5] = {
	{ 3, 5, 7, MAX },
	{ 1, 6, 9, MAX },
	{ 2, 4, 8, MAX },
	{ 0, 12, 14, MAX },
	{ 10, 11, 13, 15, MAX }
};

void sort()
{
	//使用pos记录每行正在参与排序的元素下标
	int pos[5];
	//初始化
	memset(pos, 0, 5*sizeof(int));
	int i, min, data;
	while (true)
	{
		//找出第一个排序未完成的队列
		i = 0;
		while (i < 5 && key[i][pos[i]] == MAX)
			i++;
		if (i == 5)  //排序完成
			break;
		min = i;
		data = key[min][pos[min]];
		i++;
		//找出当前参与排序的所有数中最小的
		while (i < 5)
		{
			if (key[i][pos[i]] < data)
			{
				min = i;
				data = key[min][pos[min]];
			}
			i++;
		}

		//打印当前最小者
		cout << setw(4) << key[min][pos[min]];
		pos[min]++;
	}
	cout << endl;
}
int main()
{
	cout << "------多路归并的模拟---by David---" << endl;
	cout << "原序列是" << endl;
	int i, j;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		for (j = 0; j < 5 && key[i][j] != MAX; j++)
			cout << setw(4) << key[i][j];
		cout << endl;
	}
	cout << "经过5路归并排序" << endl;
	sort();
	system("pause");
	return 0;
}

这是一个常见的5路归并的外排序模拟。对于每块数据的排序过程已经省略掉了，故每块数据初始时都是有序的，我们关注的是归并的过程。在每块数据的最后加一个最大值，作为块结束的标记。　

实验结果截图如下：