Radix Sort Quick Sortより遅くなりますか？

Question

基数ソートが迅速なソートより優れていることを実証したいと思います。この例では、以下のプログラムを使用しています。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <math.h>

int cmpfunc (const void * a, const void * b) {
   return ( *(int*)a - *(int*)b );
}

void bin_radix_sort(int *a, const long long size, int digits) {
    assert(digits % 2 == 0);

    long long count[2];
    int *b = malloc(size * sizeof(int));
    int exp = 0;

    while(digits--) {
        // Count elements
        count[0] = count[1] = 0;
        for (int i = 0; i < size; i++)
            count[(a[i] >> exp) & 0x01]++;

        // Cumulative sum
        count[1] += count[0];

        // Build output array
        for (int i = size - 1; i >= 0; i--)
            b[--count[(a[i] >> exp) & 0x01]] = a[i];

        exp++;
        int *p = a; a = b; b = p;
    };

    free(b);
}

struct timespec start;

void tic() {
    timespec_get(&start, TIME_UTC);
}

double toc() {
    struct timespec stop;
    timespec_get(&stop, TIME_UTC);
    return stop.tv_sec - start.tv_sec + (
        stop.tv_nsec - start.tv_nsec
    ) * 1e-9;
}

int main(void)
{
    const long long n = 1024 * 1024 * 50;
    printf("Init memory (%lld MB)...\n", n / 1024 / 1024 * sizeof(int));

    int *data = calloc(n, sizeof(int));

    printf("Sorting n = %lld data elements...\n", n);

    long long O;
    tic();
    O = n * log(n);
    qsort(data, n, sizeof(data[0]), cmpfunc);
    printf("%lld %lf s\n", O, toc());

    int d = 6;
    tic();
    O = d * (n + 2);
    bin_radix_sort(data, n, d);
    printf("%lld %lf s\n", O, toc());
}

.

続かせるように実行します。

$ gcc bench.c -lm
$ ./a.out 
Init memory (200 MB)...
Sorting n = 52428800 data elements...
931920169 1.858300 s
314572812 1.541998 s

.

私は o（n log n）でクイックソートが実行されることを知っていますが、基数ソートは o（d（n + r））〜= O（6 * n）。n = 52428800、log(n) = 17の場合。その後、Radix SortがQuick Sortよりも3倍高速になることを期待しています...

これは私が観察するものではありません。

私は何が足りないの？

Answer 1

1. qsortはQuickSortではありません。QSORTは、標準ライブラリの実装者が決定したものであれです。

2. ソート5000万の同一の値は非常に過程状である。1,000万の同一または5000万のソートされた要素または逆のソートされた要素を線形時間に分類するQSORT実装があります。

3. 基数6桁の5000万の数字は明らかにナンセンスです。6桁の桁は、64の異なる値しかないことを意味し、それ故にカウントソートを使用することを意味します。26桁未満では意味がありません。

4. あなたのRadix Sortは、コピーされ、悪化していないコピーをひどく、そして悪いコピーをします。

5. 数字が奇数の場合、Radix Sortは正しくソートされた結果を生成しません。

6. 配列に非常に大きく非常に小さい数字が含まれている場合、QSORT呼び出しは正しくソートされた結果を生み出しません。