การใช้งานจริงของ Radix Sort

Radix จัดเรียงเป็นทฤษฎีอย่างรวดเร็วเมื่อคุณรู้ว่ากุญแจอยู่ในขอบเขต จำกัด บางอย่างบอกว่าค่าในช่วงตัวอย่างเช่น หากคุณเพิ่งแปลงค่าเป็นฐานซึ่งใช้เวลาเวลาให้ทำการจัดเรียงฐาน radix จากนั้นแปลงกลับเป็นฐานเดิมของคุณเพื่ออัลกอริทึมโดยรวม$n$$[0\dots n^k -1]$$k<\lg n$$n$$\Theta(n)$$n$$\Theta(nk)$

อย่างไรก็ตามฉันได้อ่านแล้วว่าโดยทั่วไปแล้วการเรียงลำดับของ Radix ในทางปฏิบัติจะช้ากว่าการทำ Quicksort แบบสุ่มมาก :

สำหรับอาร์เรย์ขนาดใหญ่การเรียงลำดับแบบ Radix มีจำนวนการเรียนการสอนต่ำที่สุด แต่เนื่องจากประสิทธิภาพแคชค่อนข้างต่ำประสิทธิภาพโดยรวมจึงแย่กว่ารุ่นที่ผสานหน่วยความจำและการรวมแบบรวดเร็ว

การจัดเรียงของ Radix เป็นเพียงแค่อัลกอริธึมทางทฤษฎีที่ดีหรือว่ามันมีประโยชน์ในทางปฏิบัติทั่วไปหรือไม่?

การเรียงลำดับของ Radix มักจะเป็นวิธีที่เร็วและมีประโยชน์มากที่สุดในเครื่องจักรแบบขนาน

• Zagha ​​และ Blelloch: Radix จัดเรียงสำหรับมัลติโปรเซสเซอร์แบบเวกเตอร์ Supercomputing , 1991: 712-721
• Blelloch, Leiserson, Maggs, Plaxton, Smith และ Zagha: การเปรียบเทียบอัลกอริทึมการเรียงลำดับสำหรับเครื่องเชื่อมต่อ CM-2 Symp Parallel Algorithms and Arch (SPAA-3): 3-16, 1991
• Arpaci-Dusseau, Arpaci-Dusseau, Culler, Hellerstein และ Patterson: การเรียงลำดับประสิทธิภาพสูงบนเครือข่ายของเวิร์กสเตชัน Conf เกี่ยวกับการจัดการข้อมูล (SIGMOD-1997): 243-254
• Arpaci-Dusseau, Arpaci-Dusseau, Culler, Hellerstein และ Patterson ค้นหาเรคคอร์ดการเรียงลำดับ: ประสบการณ์ในการปรับแต่ง NOW-Sort ACM Sigmetrics Symp เครื่องมือแบบขนานและแบบกระจาย , (SPDT-2): 124-133, 1998

ในแต่ละโหนดของมัลติโปรเซสเซอร์คุณอาจทำอะไรอย่าง Quicksort แต่การเรียง Radix ช่วยให้หลาย ๆ โหนดทำงานร่วมกันโดยมีการซิงโครไนซ์น้อยกว่าการเรียงซ้ำแบบต่างๆ

มีสถานการณ์อื่นด้วย หากคุณต้องการการจัดเรียงที่มีเสถียรภาพ (การเรียงที่เมื่อใดก็ตามที่มีสองปุ่มที่เท่ากันพวกเขายังคงอยู่ในลำดับเดียวกันแทนที่จะได้รับการจัดเรียงใหม่) จากนั้นฉันก็ไม่ทราบว่า Quicksort รุ่นใดที่จะใช้งาน การควบรวมกิจการก็มีเสถียรภาพเช่นกัน (หากใช้อย่างถูกต้อง) ลิงก์ของคุณเป็นครั้งแรกที่ฉันเคยได้ยินใครบอกว่าการผสานอาจทำให้พฤติกรรมแคชดีขึ้นกว่าการเรียงลำดับแบบ Radix

@ Robert: ลิงก์ของคุณค่อนข้างน่าแปลกใจ (จริงๆแล้วฉันไม่พบประโยคที่ยกมา) ประสบการณ์ส่วนตัวของฉันสำหรับการป้อนข้อมูลแบบสุ่มการเรียงลำดับของ Radix นั้นเร็วกว่า STL std::sort()มากซึ่งใช้ตัวแปรของ Quicksort ฉันใช้เพื่อทำให้อัลกอริทึมเร็วขึ้น 50% โดยแทนที่std::sort()ด้วยการจัดเรียง radix ที่ไม่เสถียร ฉันไม่แน่ใจว่า "QuickSort เวอร์ชั่นที่ดีที่สุดของหน่วยความจำ" คืออะไร แต่ฉันสงสัยว่ามันจะเร็วเป็นสองเท่าของ STL

โพสต์บล็อกนี้ประเมินการจัดเรียง radix พร้อมกับอัลกอริทึมการเรียงลำดับอื่น ๆ โดยสังเขปในการประเมินนี้std::sort()ใช้เวลา 5.1 วินาทีในการจัดเรียงจำนวน 50 ล้านจำนวนเต็มในขณะที่การเรียงลำดับแบบแทนที่ / ไม่เสถียรใช้เวลา 2.0 วินาที การเรียงลำดับของ radix ที่เสถียรควรเร็วยิ่งขึ้น

การจัดเรียง Radix ยังใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับสตริงการเรียงลำดับเสถียร บางครั้งการจัดเรียงของ Radix จะเห็นได้จากการสร้างอาร์เรย์ต่อท้าย BWT เป็นต้น

การจัดเรียง Radix เป็นวิธีที่เป็นธรรมชาติในการจัดเรียงคำที่มีความยาวคงที่บนตัวอักษรตายตัวเช่นในอัลกอริทึมKärkkäinen & Sanders ( http://www.cs.cmu.edu/~guyb/realworld/papersS04/KaSa03.pdf )