java - 为什么我使用 Quicksort 获得线性运行时间？

Question

更新:我知道我的问题是什么。我每次都对 10000 个数据点进行排序。每次迭代将花费相同的时间。 t 是我尝试对这些数据点中的 100 个进行排序，然后添加下一个 100 个数据点、排序等等的错误方法。

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我试图证明 Quicksort 的平均/最佳情况运行时间是 O(nlogn)。但是，当我尝试在大量周期内对该方法计时时，我得到了线性运行时间。

我认为这与我实现 for 循环的方式有关，但我不知道为什么会出错。

我还有另一个函数，它读取一个已经排序的数组，以给出最坏情况下的运行时间，但这也给我线性的。

对于这两个函数，时间如下所示:

System.out.println("Enter the number of data points you want to sort as an integer: ");
Scanner num = new Scanner(System.in);
int datapoints = num.nextInt();
int[] dpArr = new int[datapoints];

for (int i = 0; i < datapoints; i++) 
{
    dpArr[i] = (int) (Math.random() * 100000);
}
int n = dpArr.length;

try 
{   
    PrintWriter pw = new PrintWriter(new FileWriter("random2.csv", true));
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    StringBuilder sb2 = new StringBuilder();

    for (int t = 100; t <= 100000; t += 100) 
    {
        long qstotal = 0;

        long start = System.nanoTime();
        quicksort(dpArr, 0, n - 1);
        qstotal += System.nanoTime() - start;

        double qsDuration = (double) qstotal / 1000000;
        sb.setLength(0);
        sb.append(t);
        sb.append(',');
        sb.append(qsDuration);          
        sb.append("\n");
        pw.write(sb.toString());
    }

    for (int t = 100; t <= 100000; t += 100) 
    {
        long rqstotal = 0;

        long start = System.nanoTime();
        randomQuicksort(dpArr, 0, n - 1);
        rqstotal += System.nanoTime() - start;

        double rqsDuration = (double) rqstotal / 1000000;
        sb2.setLength(0);
        sb2.append(t);
        sb2.append(',');
        sb2.append(rqsDuration);
        sb2.append("\n");
        pw.write(sb2.toString());
    }  
    pw.flush();          
    pw.close();

}
catch (FileNotFoundException e) 
{
    System.out.println("File not found.");
}

Answer 1

如果按照当前代码，您会发现在第一次排序之后，您再次使用排序后的数组。这是错误的。

要更正它，您可以:

• 使用一个新的随机数组(如@Lashane 所建议的)；或者，
• 使用相同的随机数组(即处于与开始时相同的未排序状态)并使用不同的主元；或者，
• 在每次调用 quicksort(dpArr, 0, n - 1); 后打乱数组和 randomQuicksort(dpArr, 0, n - 1); .

我建议使用最后一个选项，因为您不必担心修改枢轴并且每次运行都使用相同的值(这在排序时间测试中并不重要)。要在 Java 中打乱数组，请参阅 this question .