Question

我刚刚实现了这两种算法，当我绘制结果时我很惊讶！递归实现显然比迭代实现快。之后，我将插入排序与两者结合起来，结果是相同的。

在讲课中，我们经常看到像阶乘一样，递归比迭代慢，但在这里似乎并非如此。我很确定我的代码是正确的。 此行为的解释是什么？看起来java（10）在递归模式下自动实现了多线程，因为当我显示插入排序与合并操作并行工作的小动画时，会出现这种情况。

如果这些代码不足以理解，请参阅我的github：Github

编辑已重新加载 如评论中所述，我应该比较相似的事物，所以现在合并方法在迭代和递归上都是相同的。

private void merge(ArrayToSort<T> array, T[] sub_array,
                   int min, int mid, int max) {
    //we make a copy of the array.
    if (max + 1 - min >= 0) System.arraycopy(array.array, min, sub_array, min, max + 1 - min);

    int i = min, j = mid + 1;

    for (var k = min; k <= max; k++) {

        if (i > mid) {
            array.array[k] = sub_array[j++];
        } else if (j > max) {
            array.array[k] = sub_array[i++];
        } else if (sub_array[j].compareTo(sub_array[i]) < 0) {
            array.array[k] = sub_array[j++];
        } else {
            array.array[k] = sub_array[i++];
        }
    }
}

递归排序：

public void Sort(ArrayToSort<T> array) {
    T sub[] = (T[]) new Comparable[array.Length];
    sort(array, sub, 0, array.Length - 1);
}

private InsertionSort<T> insertionSort = new InsertionSort<>();
private void sort(ArrayToSort<T> array, T[] sub_array, int min, int max) {
    if (max <= min) return;
    if (max <= min + 8 - 1) {
        insertionSort.Sort(array, min, max);
        return;
    }
    var mid = min + (max - min) / 2;
    sort(array, sub_array, min, mid);
    sort(array, sub_array, mid + 1, max);
    merge(array, sub_array, min, mid, max);

}

排序迭代：

private InsertionSort<T> insertionSort = new InsertionSort<>();
public void Sort(ArrayToSort<T> array) {

    int length = array.Length;
    int maxIndex = length - 1;

    T temp[] = (T[]) new Comparable[length];

    for (int i = 0; i < maxIndex; i += 8) {
        insertionSort.Sort(array, i, Integer.min(i + 8 - 1, maxIndex));
    }

    System.arraycopy(array.array, 0, temp, 0, length);

    for (int m = 8; m <= maxIndex; m = 2 * m) {
        for (int i = 0; i < maxIndex; i += 2 * m) {

            merge(array, temp, i, i + m - 1,
                    Integer.min(i + 2 * m - 1, maxIndex));
        }
    }
}

在新图中，我们可以看到现在差异是成比例的（àunfactoreurprès）。如果有人还有其他想法...非常感谢:)
新*新情节

这是我（实际上是老师的）绘图方法：

for (int i = 0; i < nbSteps; i++) {
    int N = startingCount + countIncrement * i;
    for (ISortingAlgorithm<Integer> algo : algorithms) {

        long time = 0;
        for (int j = 0; j < folds; j++) {
            ArrayToSort<Integer> toSort = new ArrayToSort<>(
                    ArrayToSort.CreateRandomIntegerArray(N, Integer.MAX_VALUE, (int) System.nanoTime())
            );
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            algo.Sort(toSort);
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            time += (endTime - startTime);
            assert toSort.isSorted();
        }
        stringBuilder.append(N + ", " + (time / folds) + ", " + algo.Name() + "\n");
        System.out.println(N + ", " + (time / folds) + ", " + algo.Name());
    }

}

Answer 1

我没有答案，因为我没有尝试您的代码。我会给你的想法：

a）CPU具有L1高速缓存和指令预取。在完成所有排序后，递归版本可能具有更好的引用局部性，并且在弹出所有帧（出于其他cpu优化原因）的同时完成了一堆合并操作

b）同时，JIT编译器对递归做了疯狂的事情，特别是由于尾递归和内联。我建议您尝试不使用JIT编译器只是为了好玩。也可能想尝试更改JIT编译的阈值，以便更快地编译JIT以最小化预热时间。

c）system.arraycopy是一种本机方法，尽管已进行了优化，但应该有开销。

d）迭代版本在循环中似乎有更多的算法。

e）尝试进行微基准测试。您需要排除GC并让测试运行数十次（即使不是数百次）。阅读JMH。还可以尝试使用其他GC和-Xmx。

为什么递归MergeSort比迭代MergeSort更快？

1 个答案: