Algs4-2.1.34罕见情况
2.1.34罕见情况。编写一个测试用例,调用sort()方法对实际应用中可能出现困难或极端情况的数组进行排序。比如,数组可能已经有序的,或是逆序的,数组的所有主键相同,数组的主键只有两种值,大小为0或是1的数组。
从以下运行结果可以看出:
插入排序时:有序时用时会很少,反序时用时比随机排列和有序要多, 元素只有一个值时用时少,元素有两个值时比选择排序要少。0个和1个元素几乎不用时。
选择排序时:随机元素、有序、反序时排序用时没有明显区别,元素只有1个值,或只有两个值时排序时间比随机元素值时用时更多。0个和1个元素几乎不用时。
希尔排序:在多值元素随机排列、有序、反序、元素只有一个值、元素只有两个值、只有0个元素、只有一个元素时性能都会常好。反序排序比随机排列排序用时更短。
1)插入排序
![图片](http://r.photo.store.qq.com/psb?/f33bb27a-608a-4097-811a-86bbde18cf7a/D9mIV8pgfmHNxXVEzFZ6ukw*rGe8cEoKdQ4HjCTYkXs!/o/dPYAAAAAAAAA&ek=1&kp=1&pt=0&bo=IQJ6ASECegEDEDU!&tl=1&su=066392465&tm=1540598400&sce=0-12-12&rf=2-9)
2)选择排序
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3)希尔排序
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4)希尔排序一百万
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import java.util.Arrays;
public class E2d1d34
{
public static double time (String alg,Double[] a)
{
Stopwatch timer =new Stopwatch();
if(alg.equals("Insertion")) Insertion.sort(a);
if(alg.equals("Selection")) Selection.sort(a);
if(alg.equals("Shell")) Shell.sort(a);
// if(alg.equals("Merge")) Merge.sort(a);
// if(alg.equals("Quick")) Quick.sort(a);
// if(alg.equals("Heap")) Heap.sort(a);
return timer.elapsedTime();
}
public static double timeRandomInput(String alg,int N,int T,int CASE)
{
double total =0.0;
Double[] a=new Double[N];
//CASE=0 random
if (CASE==0)
{
for (int t=0;t<T;t++)
{
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=StdRandom.uniform();
total+=time(alg,a);
}
}
//CASE=1 asc sorted
if (CASE==1)
{
for (int t=0;t<T;t++)
{
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=StdRandom.uniform();
Arrays.sort(a);
total+=time(alg,a);
}
}
//CASE=2 desc sorted
if (CASE==2)
{
for (int t=0;t<T;t++)
{
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=StdRandom.uniform();
Arrays.sort(a);
for(int i=0;i<=(a.length-1)/2;i++)
{
Double temp=a[i];
a[i]=a[N-1-i];
a[N-1-i]=temp;
}
total+=time(alg,a);
}
}
//CASE=3 one key value
if (CASE==3)
{
for (int t=0;t<T;t++)
{
Double temp=StdRandom.uniform();
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=temp;
total+=time(alg,a);
}
}
//CASE=4 two key value
if (CASE==4)
{
for (int t=0;t<T;t++)
{
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=1.0*StdRandom.uniform(0,2);
total+=time(alg,a);
}
}
//CASE=5 array length 0
if (CASE==5)
{
if (N>0)
{
StdOut.println("Case 5,N must be 0.");
return -1.0;
}
for (int t=0;t<T;t++)
{
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=StdRandom.uniform();
total+=time(alg,a);
}
}
//CASE=6 array length 1
if (CASE==6)
{
if (N!=1)
{
StdOut.println("Case 6,N must be 1.");
return -2.0;
}
for (int t=0;t<T;t++)
{
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=StdRandom.uniform();
total+=time(alg,a);
}
}
return total;
}//end timeRandomInput
public static void main(String[] args)
{
String alg=args[0];
Integer N=Integer.parseInt(args[1]);
Integer CASE=Integer.parseInt(args[2]);
//CASE =0 random
//CASE =1 asc sorted
//CASE =2 desc sorted
//CASE =3 one key value
//CASE =4 two key value
//CASE =5 array length 0
//CASE =6 array length 1
String[] CASEmem=new String[7];
CASEmem[0]="random";
CASEmem[1]="asc sorted";
CASEmem[2]="desc sorted";
CASEmem[3]="one key value";
CASEmem[4]="two key value";
CASEmem[5]="array length 0";
CASEmem[6]="array length 1";
Double time =timeRandomInput(alg,N,1,CASE);
StdOut.printf("For %d random double with case %s,spend time=%.2f\n",N,CASEmem[CASE],time);
}
}
从以下运行结果可以看出:
插入排序时:有序时用时会很少,反序时用时比随机排列和有序要多, 元素只有一个值时用时少,元素有两个值时比选择排序要少。0个和1个元素几乎不用时。
选择排序时:随机元素、有序、反序时排序用时没有明显区别,元素只有1个值,或只有两个值时排序时间比随机元素值时用时更多。0个和1个元素几乎不用时。
希尔排序:在多值元素随机排列、有序、反序、元素只有一个值、元素只有两个值、只有0个元素、只有一个元素时性能都会常好。反序排序比随机排列排序用时更短。
1)插入排序
2)选择排序
3)希尔排序
4)希尔排序一百万
import java.util.Arrays;
public class E2d1d34
{
public static double time (String alg,Double[] a)
{
Stopwatch timer =new Stopwatch();
if(alg.equals("Insertion")) Insertion.sort(a);
if(alg.equals("Selection")) Selection.sort(a);
if(alg.equals("Shell")) Shell.sort(a);
// if(alg.equals("Merge")) Merge.sort(a);
// if(alg.equals("Quick")) Quick.sort(a);
// if(alg.equals("Heap")) Heap.sort(a);
return timer.elapsedTime();
}
public static double timeRandomInput(String alg,int N,int T,int CASE)
{
double total =0.0;
Double[] a=new Double[N];
//CASE=0 random
if (CASE==0)
{
for (int t=0;t<T;t++)
{
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=StdRandom.uniform();
total+=time(alg,a);
}
}
//CASE=1 asc sorted
if (CASE==1)
{
for (int t=0;t<T;t++)
{
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=StdRandom.uniform();
Arrays.sort(a);
total+=time(alg,a);
}
}
//CASE=2 desc sorted
if (CASE==2)
{
for (int t=0;t<T;t++)
{
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=StdRandom.uniform();
Arrays.sort(a);
for(int i=0;i<=(a.length-1)/2;i++)
{
Double temp=a[i];
a[i]=a[N-1-i];
a[N-1-i]=temp;
}
total+=time(alg,a);
}
}
//CASE=3 one key value
if (CASE==3)
{
for (int t=0;t<T;t++)
{
Double temp=StdRandom.uniform();
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=temp;
total+=time(alg,a);
}
}
//CASE=4 two key value
if (CASE==4)
{
for (int t=0;t<T;t++)
{
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=1.0*StdRandom.uniform(0,2);
total+=time(alg,a);
}
}
//CASE=5 array length 0
if (CASE==5)
{
if (N>0)
{
StdOut.println("Case 5,N must be 0.");
return -1.0;
}
for (int t=0;t<T;t++)
{
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=StdRandom.uniform();
total+=time(alg,a);
}
}
//CASE=6 array length 1
if (CASE==6)
{
if (N!=1)
{
StdOut.println("Case 6,N must be 1.");
return -2.0;
}
for (int t=0;t<T;t++)
{
for (int i=0;i<N;i++)
a[i]=StdRandom.uniform();
total+=time(alg,a);
}
}
return total;
}//end timeRandomInput
public static void main(String[] args)
{
String alg=args[0];
Integer N=Integer.parseInt(args[1]);
Integer CASE=Integer.parseInt(args[2]);
//CASE =0 random
//CASE =1 asc sorted
//CASE =2 desc sorted
//CASE =3 one key value
//CASE =4 two key value
//CASE =5 array length 0
//CASE =6 array length 1
String[] CASEmem=new String[7];
CASEmem[0]="random";
CASEmem[1]="asc sorted";
CASEmem[2]="desc sorted";
CASEmem[3]="one key value";
CASEmem[4]="two key value";
CASEmem[5]="array length 0";
CASEmem[6]="array length 1";
Double time =timeRandomInput(alg,N,1,CASE);
StdOut.printf("For %d random double with case %s,spend time=%.2f\n",N,CASEmem[CASE],time);
}
}