雅罗斯拉夫斯基的双支点快速排序算法

Posted 2023-02-22

【中文标题】雅罗斯拉夫斯基的双支点快速排序算法

【英文标题】：Yaroslavskiy’s dual pivot quick sort algorithm

【发布时间】：2014-02-16 13:58:42

【问题描述】：

我正在研究我发现 here 的双轴快速排序（幻灯片中的第 20 页）

比较：

雅罗斯拉夫斯基平均需要 = 1.9 n ln n。

经典快速排序需要 = 2 n ln n 次比较！

互换：

交换雅罗斯拉夫斯基算法 = 0.6 n ln n

经典 Quicksort=0.3 n ln n 的交换

结果

数据类型-----comp-------交换

int -------------591ns---------802ns

float------------838ns---------873ns

双 --------873ns------------1047ns

char ----------593ns------------837ns

/* 注意：- 以上结果以纳秒为单位，并使用 intel core 2 duo 在 java lang 中执行 */

如果我们将交换成本和比较成本结合起来，那么 Classic Quicksort 会击败 Yaroslavskiy Quicksort 除了在字符串的情况下，我们使用指针数组进行交换需要 88 纳秒。这里 Yaroslavskiy 的算法利用了 1.9 n ln n 比较，因为与字符串的交换相比，比较成本太高了。

我想知道为什么 java 使用 Yaroslavskiy Quicksort ？内置库排序的主要重点是字符串，如果它对其他数据类型不好怎么办？

【问题讨论】：

java在哪里使用这个算法？ Collections.sort 根据 javadoc 使用修改过的合并排序

谷歌我可以提供你的公共域代码docjar.com/html/api/java/util/DualPivotQuicksort.java.html

“该算法在许多数据集上提供 O(n log(n)) 性能，导致其他快速排序降低到二次性能，并且通常比传统（单轴）快速排序实现更快。”我猜这就是原因。除此之外，您必须询问将其包含在库中的人。

@Zavior Collections.sort 可能使用归并排序，但 Arrays.sort（对原始类型数组进行操作的）使用快速排序。它与排序的稳定性有关 - 基元容器上的稳定与不稳定排序在结果上没有区别，但它对对象有影响。

@Zavior 是的，它是正确的，但仅在最坏的情况下，平均情况如何？对于除字符串以外的其他数据类型，单轴比双轴好

【参考方案1】：

我不知道你的号码是从哪里得到的。根据this page：

证明对于 Dual-Pivot Quicksort 的平均数 比较是2*n*ln(n)，平均交换次数是0.8*n*ln(n)， 而经典的快速排序算法有2*n*ln(n) 和1*n*ln(n) 分别。

看起来双轴总是更好。

【参考方案2】：

我针对许多其他快速排序测试了双 java 的枢轴快速排序。它至少快了 10~15%。除了 doublepivotness，它还使用了许多其他优化：

5 点枢轴选择 小子数组的插入排序降级 数据属性检测（而不是洗牌）