自己写的一个线性复杂度（16n）排序算法用到二叉树和哈希思想，多线程优化和大量数据分块排序都很好弄

哈咯哈咯131313 2018-04-14 12:19:46

作者：王为涛
最近无聊时候，就想起来大学想做的个哈希排序算法，就又按哈希的思想做了个优化版的排序算法，请大家指教。
注：写的时候没有参考其他的排序算法，如果有意外和某些已发表的算法重和的话，还请告知，我做描述修改。

算法步骤：
1. 使用二进制1000 0000 0000 0000 作为第一层的哈希函数，与数组中的数做&操作，将数组分成大数组和小数组，覆盖到原始数组中，并保存各自的开始和结束的下标，供下层递归做循环范围使用。
2. 将哈希函数右移1位，和起止范围送入下一层递归中，重复上步骤的操作，将小数组中再分为一个大数组和小数组，继续递归，直到哈希函数为1或者待递归的范围为1了。
3.递归结束后，原始数组中数字就有序了。

稳定性：
排序时，小数组会从左到右插入数据，可以保持稳定性，大数组从右到左插入数据，如果需要保持稳定性的话，可以将大数组写入原始数组时从右向左遍历插入，可以保持稳定性。
下面的演示程序没有保持稳定性。

算法性能：
算法的时间复杂度是 <O（16n），因为很多大小数组分到最后可能只有一个数了，就不往下分了，会减少递归的层数，递归的层数是根据排序的变量类型和范围决定的，我这里用的0-32760间的数字，所以使用了16位的哈希函数，如果是32位的数字就需要32n的时间复杂度了。
算法的空间复杂度是O（n），使用了n个长度的临时空间做缓存，然后单线程递归时，只保留了16个现场，其中使用的临时变量较少，加上环境压栈所占也很小。同时，可以很容易的将递归操作改成16层的循环操作，可以节省环境压栈所用的空间。

多线程优化：
如果电脑性能较好，多线程能力十分强劲，在第一层递归时，直接使用多线程执行两条分支，这样到最下面一层会产生2的16次方的线程数，很久没用c语言了，线程方面的东西基本忘干净了，了解的网友可以说下。
if(start<n)
fun(p,q,start,n,tempn);
if(m<end)
fun(p,q,m+1,end,tempn);

大量数据分块排序：
如果数据量十分巨大，可以每次读取一定数据，然后写入硬盘中，然后下次递归重新读取硬盘中的数据，直到满足空间可容纳的时候，可以在内存中进行排序，然后将结果写入硬盘。

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <time.h>



#define MAX 1000000



void fun(int *p,int *q,int start,int end , int hashn){

	int n=start;

	int m=end-1;

	int i;

	for(i=start;i<end;i++){

		if((p[i]&hashn) == 0){

			q[n++] = p[i];

		}else {

			q[m--] = p[i];

		}

	} 

	for(i=start;i<end;i++){

		p[i]= q[i];

	}

	if(hashn == 1){

		return ;

	} else {

		int tempn = hashn >>1;

		if(start<n)

			fun(p,q,start,n,tempn);

		if(m<end)

			fun(p,q,m+1,end,tempn);

	}

}

void main(){

	unsigned int arr[MAX];

	unsigned int temp[MAX];

	clock_t startt,finish;

	unsigned int hashn = 0x8000;

	srand(time(0));

	int i;

	printf("开始随机生成数组%ld\n",clock());

	for(i=0;i<MAX;i++){

		arr[i]= rand()&32760;

	}

	printf("结束随即生成数组%ld\n",clock());

	startt = clock();

	fun(arr,temp,0,MAX,hashn);

	finish = clock();

	printf("执行时长%f\n",(double)(finish-startt)/CLOCKS_PER_SEC);

}