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由于分支预测的神奇之处,二分搜索可能比整数数组的线性搜索慢。在典型的桌面处理器上,该数组必须有多大才能更好地使用二进制搜索?假设该结构将用于许多查找。
最佳答案
我已经尝试了一些 C++ 基准测试,令我感到惊讶的是 - 线性搜索似乎盛行多达几十个项目,而且我还没有发现二进制搜索对这些大小更好的情况。也许 gcc 的 STL 没有调整好?但是——你会用什么来实现这两种搜索?-)这是我的代码,所以每个人都可以看到我是否做了一些会严重扭曲时间的愚蠢事情……:
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
int data[] = {98, 50, 54, 43, 39, 91, 17, 85, 42, 84, 23, 7, 70, 72, 74, 65, 66, 47, 20, 27, 61, 62, 22, 75, 24, 6, 2, 68, 45, 77, 82, 29, 59, 97, 95, 94, 40, 80, 86, 9, 78, 69, 15, 51, 14, 36, 76, 18, 48, 73, 79, 25, 11, 38, 71, 1, 57, 3, 26, 37, 19, 67, 35, 87, 60, 34, 5, 88, 52, 96, 31, 30, 81, 4, 92, 21, 33, 44, 63, 83, 56, 0, 12, 8, 93, 49, 41, 58, 89, 10, 28, 55, 46, 13, 64, 53, 32, 16, 90
};
int tosearch[] = {53, 5, 40, 71, 37, 14, 52, 28, 25, 11, 23, 13, 70, 81, 77, 10, 17, 26, 56, 15, 94, 42, 18, 39, 50, 78, 93, 19, 87, 43, 63, 67, 79, 4, 64, 6, 38, 45, 91, 86, 20, 30, 58, 68, 33, 12, 97, 95, 9, 89, 32, 72, 74, 1, 2, 34, 62, 57, 29, 21, 49, 69, 0, 31, 3, 27, 60, 59, 24, 41, 80, 7, 51, 8, 47, 54, 90, 36, 76, 22, 44, 84, 48, 73, 65, 96, 83, 66, 61, 16, 88, 92, 98, 85, 75, 82, 55, 35, 46
};
bool binsearch(int i, std::vector<int>::const_iterator begin,
std::vector<int>::const_iterator end) {
return std::binary_search(begin, end, i);
}
bool linsearch(int i, std::vector<int>::const_iterator begin,
std::vector<int>::const_iterator end) {
return std::find(begin, end, i) != end;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int n = 6;
if (argc < 2) {
std::cerr << "need at least 1 arg (l or b!)" << std::endl;
return 1;
}
char algo = argv[1][0];
if (algo != 'b' && algo != 'l') {
std::cerr << "algo must be l or b, not '" << algo << "'" << std::endl;
return 1;
}
if (argc > 2) {
n = atoi(argv[2]);
}
std::vector<int> vv;
for (int i=0; i<n; ++i) {
if(data[i]==-1) break;
vv.push_back(data[i]);
}
if (algo=='b') {
std::sort(vv.begin(), vv.end());
}
bool (*search)(int i, std::vector<int>::const_iterator begin,
std::vector<int>::const_iterator end);
if (algo=='b') search = binsearch;
else search = linsearch;
int nf = 0;
int ns = 0;
for(int k=0; k<10000; ++k) {
for (int j=0; tosearch[j] >= 0; ++j) {
++ns;
if (search(tosearch[j], vv.begin(), vv.end()))
++nf;
}
}
std::cout << nf <<'/'<< ns << std::endl;
return 0;
}
还有我在核心二人组上的几个时间安排:
AmAir:stko aleax$ time ./a.out b 93
1910000/2030000
real 0m0.230s
user 0m0.224s
sys 0m0.005s
AmAir:stko aleax$ time ./a.out l 93
1910000/2030000
real 0m0.169s
user 0m0.164s
sys 0m0.005s
无论如何,它们是非常可重复的......
OP 说:Alex,我编辑你的程序只用 1..n 填充数组,不运行 std::sort,并进行大约 1000 万次(模整数除法)搜索。在 Pentium 4 上,二进制搜索在 n=150 时开始偏离线性搜索。对图表颜色感到抱歉。
关于algorithm - 在现代 CPU 上,二进制搜索在哪个 n 时变得比线性搜索更快?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/1275665/
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我是一名优秀的程序员,十分优秀!