java 并行快速排序,Java中的并行性。分而治之,快速排序
时间: 2023-06-22 08:28:53 浏览: 99
Java中的并行性可以使用多线程来实现,并行快速排序也是一种常见的并行算法。
快速排序是一种基于分治思想的排序算法,它的基本思想是选取一个基准元素,将待排序序列划分为两个子序列,一个子序列中的所有元素都小于基准元素,另一个子序列中的所有元素都大于基准元素。然后对这两个子序列分别进行递归排序,最终得到有序序列。
在并行快速排序中,可以将待排序序列分成多个子序列,并且对每个子序列使用一个线程进行排序。每个线程会选取一个基准元素,将该子序列划分为两个子序列,并在两个子序列中分别继续使用线程进行排序。当所有子序列都排序完成后,将它们合并成一个有序序列。
Java中实现并行快速排序可以使用Java并发包中的Fork/Join框架,该框架提供了一种方便的方式来实现任务的分割和合并。具体实现可以参考以下代码:
```java
import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.RecursiveAction;
public class ParallelQuickSort {
private static class SortTask extends RecursiveAction {
private static final int THRESHOLD = 1000;
private final int[] array;
private final int start;
private final int end;
public SortTask(int[] array, int start, int end) {
this.array = array;
this.start = start;
this.end = end;
}
@Override
protected void compute() {
if (end - start <= THRESHOLD) {
Arrays.sort(array, start, end);
} else {
int pivotIndex = partition(array, start, end);
SortTask left = new SortTask(array, start, pivotIndex);
SortTask right = new SortTask(array, pivotIndex + 1, end);
invokeAll(left, right);
}
}
private int partition(int[] array, int start, int end) {
int pivot = array[start];
int i = start - 1;
int j = end + 1;
while (true) {
do {
i++;
} while (array[i] < pivot);
do {
j--;
} while (array[j] > pivot);
if (i >= j) {
return j;
}
swap(array, i, j);
}
}
private void swap(int[] array, int i, int j) {
int tmp = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = tmp;
}
}
public static void parallelSort(int[] array) {
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
SortTask task = new SortTask(array, 0, array.length - 1);
pool.invoke(task);
}
}
```
以上代码中,SortTask是一个继承自RecursiveAction的内部类,它表示并行排序的任务。如果待排序的子序列大小小于等于THRESHOLD(1000),则直接使用Arrays.sort方法进行排序;否则,选取一个基准元素将子序列划分为两个子序列,分别创建两个SortTask并使用invokeAll方法同时执行。在执行过程中,Fork/Join框架会自动将任务分配给空闲的线程,从而实现并行化处理。
最后,在parallelSort方法中创建一个ForkJoinPool对象和一个SortTask对象,并使用invoke方法执行SortTask任务即可实现并行快速排序。
阅读全文