第 1 章 第 3 题 空间敏感排序问题 位向量实现( 数组位向量 )
问题分析
本题解答分成以下几个步骤：
1. 创建一个用来测试的数据文件（ 内含10000000个整数 ）
2. 编写位向量版的排序程序
3. 测试2中排序程序所用时间和本章第 1 题排序所用时间
第一步：创建一个用来测试的数据文件（ 内含10000000个整数 ）
这里我编写了一个小程序来创建这个数据文件，代码如下：
1 #include <iostream> 2 #include <fstream> 3 #include <string> 4 #include <cstdlib> 5 6 using namespace std; 7 8 #define N 10000000 9 10 int main() 11 { 12 string filename; 13 cout << "输入要创建的数据文件名: " << endl; 14 cin >> filename; 15 16 fstream io; 17 io.open(filename.c_str(), fstream::out); 18 if (!io) { 19 cout << "打开文件失败！" << endl; 20 return 1; 21 } 22 23 /* 24 * 使用随机数函数产生随机数并存进文件 25 */ 26 for (int i=0; i<N; i++) { 27 io << rand()%10000000 << " "; 28 } 29 io.close(); 30 31 cout << "成功创建数据文件（记录类型：整型 记录个数：10000000）" << endl; 32 33 return 0; 34 }
编译运行后即可获得一个新的目标数据文件（ 数据文件文件名由用户指定 ）。
第二步：编写位向量版的排序
1 #include <iostream> 2 #include <fstream> 3 #include <string> 4 5 using namespace std; 6 7 // 每个整数的位数 8 #define BITSPERWORD 32 9 // 每次位移量 10 #define SHIFT 5 11 // 取模掩码 12 #define MASK 0x1F 13 // 位向量的元素个数 14 #define N 10000000 15 16 // 模拟数组 17 int a[1 + N/BITSPERWORD]; 18 19 /* 20 * 函数功能：置位向量第i位为1 21 * 函数说明：" i>>SHIFT "等于" i/32 " 获取到位向量目标位对应的模拟数组元素的位置 22 " i & MASK "等于" i%32 " 获取到位向量目标位在对应的模拟数组元素中的位置 23 " 1<<(i & MASK) " 表示一个除了要设置的那位其他位都是0的整数 24 */ 25 void set (int i) { 26 a[i>>SHIFT] |= (1<<(i & MASK)); 27 } 28 29 /* 30 * 函数功能：置位向量第i位为0 31 * 函数说明：" i>>SHIFT "等于" i/32 " 获取到位向量目标位对应的模拟数组元素的位置 32 " i & MASK "等于" i%32 " 获取到位向量目标位在对应的模拟数组元素中的位置 33 " 1<<(i & MASK) " 表示一个除了要清空的那位其他位都是0的整数 34 */ 35 void clr (int i) { 36 a[i>>SHIFT] &= ~(1<<(i & MASK)); 37 } 38 39 /* 40 * 函数功能：获取位向量的第i位 41 * 函数说明：" i>>SHIFT "等于" i/32 " 获取到位向量目标位对应的模拟数组元素的位置 42 " i & MASK "等于" i%32 " 获取到位向量目标位在对应的模拟数组元素中的位置 43 " 1<<(i & MASK) " 表示一个除了要获取的那位其他位都是0的整数 44 */ 45 int tst (int i) { 46 return a[i>>SHIFT] & (1<<(i & MASK)); 47 } 48 49 50 int main() 51 { 52 /* 53 * 清空位向量 54 */ 55 for (int i=0; i < N; i++) { 56 clr(i); 57 } 58 59 string filename; 60 cout << "输入数据文件名( 当前目录下 )："; 61 cin >> filename; 62 63 fstream io; 64 io.open(filename.c_str()); 65 if (!io) { 66 cout << "打开文件失败" << endl; 67 return 1; 68 } 69 70 /* 71 * 根据数据文件记录给位向量赋值 72 * 赋值完了以后其实已经" 完成排序了 " 73 */ 74 int data; 75 while (io >> data) { 76 set(data); 77 } 78 79 io.close(); 80 io.clear(); 81 io.open(filename.c_str(), fstream::out | fstream::trunc); 82 83 /* 84 * 从位向量获取数据并写回数据文件 85 */ 86 for (int i=0; i <N; i++) { 87 if ( tst(i) ) { 88 io << i << " "; 89 } 90 } 91 92 io.close(); 93 94 return 0; 95 }
运行测试参见下一步
第三步：测试2中排序所用时间和本章第 1 题排序所用时间
用第一步中的程序创建一个数据文件并拷贝一份，然后用上面的排序程序处理数据文件并获取运行时间，再用本章第一题的排序程序处理数据文件的拷贝并获取运行时间，比较之：
很显然，本书作者给出的排序效率很高，接近第一题中排序程序的两倍。
说明
不知道怎么测试程序运行时间的话点这里
