java.util.Arrays的排序程式實現代碼(1/2)

(1) 基礎資料型別 (Elementary Data Type)數組的排序，如Arrays.sort(int[])等。採用了一種經過調優的快速排序。該演算法改編自 Jon L. Bentley 和 M. Douglas McIlroy 合著的 Engineering a Sort Function", Software-Practice and Experience Vol. 23(11) P. 1249-1265 (November 1993)。此演算法在許多資料集上提供 n*log(n) 效能，這導致其他快速排序會降低二次型效能。
下面是JDK中調優快速排序演算法的原始碼：

代碼如下

複製代碼

/**      * 將指定範圍的整形數組升序排序。      * x[] 待排數組      * off 從數組的第off個元素開始排序      * len 數組長度      */     private static void sort1(int x[], int off, int len) {  //最佳化1：在小規模(size<7)數組中，直接插入排序的效率要比快速排序高。  if (len < 7) {      for (int i=off; i<len+off; i++)       for (int j=i; j>off && x[j-1]>x[j]; j--)        swap(x, j, j-1);      return;  }  //最佳化2：精心選擇劃分元素，即樞軸  //如果是小規模數組(size<=7)，直接取中間元素作為樞軸  //如果是中等規模數組(7=<size<=40)，則在數組首、中、尾三個位置上的數中取中間大小的數作為樞軸  //如果是大規模數組(size>40),則在9個指定的數中取一個偽中數(中間大小的數s)  int m = off + (len >> 1);  if (len > 7) {      int l = off;      int n = off + len - 1;      if (len > 40) {           int s = len/8;    l = med3(x, l, l+s, l+2*s);    m = med3(x, m-s,   m,   m+s);    n = med3(x, n-2*s, n-s, n);      }      m = med3(x, l, m, n);  }  int v = x[m];          //最佳化3：每一次樞軸v的劃分，都會形成形成一個形如  (<v)* v* (>v)*         //階段一，形成 v* (<v)* (>v)* v* 的數組         int a = off, b = a, c = off + len - 1, d = c;         while(true) {      while (b <= c && x[b] <= v) {    if (x[b] == v)        swap(x, a++, b);    b++;      }      while (c >= b && x[c] >= v) {    if (x[c] == v)        swap(x, c, d--);    c--;      }      if (b > c)       break;      swap(x, b++, c--);  }  //階段二，將樞軸和與樞軸相等的元素交換到數組中間  int s, n = off + len;  s = Math.min(a-off, b-a  );  vecswap(x, off, b-s, s);  s = Math.min(d-c,   n-d-1);  vecswap(x, b,   n-s, s);  //階段三，遞迴排序與樞軸不相等都元素區間  if ((s = b-a) > 1)      sort1(x, off, s);  if ((s = d-c) > 1)      sort1(x, n-s, s);     }

★ 最佳化1：在小規模(size<7)數組中，直接插入排序的效率要比快速排序高。

      沒有一種排序在任何情況下都是最優的《基於比較的內部排序總結 》。 O(N^2)層級的排序看起來似乎比所有先進排序要差的多。但實際上也並非如此，Arrays中的sort()演算法就給了我們一個很好的例子。當待排數組規模非常小的時候(JDK中規模的閾值為INSERTIONSORT_THRESHOLD=7)，直接插入排序反而要比快排，歸併排序要好。

    這個道理很簡單。數組規模小，簡單演算法的比較次數不會比先進演算法多多少。相反，諸如快排，歸併排序等先進演算法使用遞迴操作，所付出的運行代價更高。

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