Javaのソートアルゴリズム

java.util.Arraysのsortを読んでみた．

ソースはここ

中身はクイックソートの変種．
各プリミティブ型についてコピペされているのには笑った．

詳細

中身の詳細についてメモを残しておく．

長さが7未満のときは挿入ソート（Gnome Sortの方が正しいかも）を行う．

if (len < 7) {
    for (int i=off; i<len+off; i++)
        for (int j=i; j>off && x[j-1]>x[j]; j--)
            swap(x, j, j-1);
    return;
}

だいたいの中央値をvとする（med3は3つの値の中央値を求めるメソッド）．
配列のサイズに処理を変えている．

// Choose a partition element, v
int m = off + (len >> 1);       // Small arrays, middle element
if (len > 7) {
    int l = off;
    int n = off + len - 1;
    if (len > 40) {        // Big arrays, pseudomedian of 9
        int s = len/8;
        l = med3(x, l,     l+s, l+2*s);
        m = med3(x, m-s,   m,   m+s);
        n = med3(x, n-2*s, n-s, n);
    }
    m = med3(x, l, m, n); // Mid-size, med of 3
}
long v = x[m];

値がvのもの，vより小さいもの，（作業領域），vより大きいもの，vのもの

となるように分割

// Establish Invariant: v* (<v)* (>v)* v*
int a = off, b = a, c = off + len - 1, d = c;
while(true) {
    while (b <= c && x[b] <= v) {
        if (x[b] == v)
            swap(x, a++, b);
        b++;
    }
    while (c >= b && x[c] >= v) {
        if (x[c] == v)
            swap(x, c, d--);
        c--;
    }
    if (b > c)
        break;
    swap(x, b++, c--);
}

値がvのもの，vより小さいもの，vより大きいもの，vのもの

のように分割したものをスワップして

値がvより小さいもの，vのもの，vのもの，vより大きいもの，vのもの

とする．

// Swap partition elements back to middle
int s, n = off + len;
s = Math.min(a-off, b-a  );  vecswap(x, off, b-s, s);
s = Math.min(d-c,   n-d-1);  vecswap(x, b,   n-s, s);

値がvより小さいものとvより大きいものそれぞれについて再帰する．

// Recursively sort non-partition-elements
if ((s = b-a) > 1)
    sort1(x, off, s);
if ((s = d-c) > 1)
    sort1(x, n-s, s);

おまけ

http://yambi.mydns.jp/swf/Sort.htmlにJava Sortとして追加しておいた．
次はIntro SortとTim Sortを実装してみたい．