第五十课排序的工程应用示例

我们要使Srot能排序Array数组类。

Sort应该既能排序静态数组类又能排序动态数组类。

这个函数返回原生数组的首地址。

数组类需要新增成员函数array，排序类需要新增六个静态成员函数。

Array.h添加array函数：

 1 #ifndef ARRAY_H
 2 #define ARRAY_H
 3 
 4 #include "Object.h"
 5 #include "Exception.h"
 6 
 7 namespace DTLib
 8 {
 9 
10 template <typename T>
11 class Array : public Object
12 {
13 protected:
14     T* m_array;
15 public:
16     virtual bool set(int i, const T&e)    //O(1)
17     {
18         bool ret = ((0 <= i) && (i < length()));
19 
20         if( ret )
21         {
22             m_array[i] = e;
23         }
24 
25         return ret;
26     }
27 
28     virtual bool get(int i, T& e) const  //O(1)
29     {
30         bool ret = ((0 <= i) && (i < length()));
31 
32         if( ret )
33         {
34             e = m_array[i];
35         }
36 
37         return ret;
38     }
39 
40     T& operator[] (int i)   //O(1)
41     {
42         if((0 <= i) && (i < length()))
43         {
44             return m_array[i];
45         }
46         else
47         {
48             THROW_EXCEPTION(IndexOutOfBoundsException, "Parameter i is invalid ...");
49         }
50     }
51 
52     T operator[] (int i) const   //O(1)
53     {
54         return (const_cast<Array<T>>(*this))[i];
55     }
56 
57     T* array()const
58     {
59         return m_array;
60     }
61 
62     virtual int length() const = 0;
63 };
64 
65 }
66 
67 #endif // ARRAY_H

Sort.h改进如下：

  1 #ifndef SORT_H
  2 #define SORT_H
  3 
  4 #include "Object.h"
  5 #include <Array.h>
  6 
  7 namespace DTLib
  8 {
  9 
 10 class Sort : public Object
 11 {
 12 private:
 13     Sort();
 14     Sort(const Sort&);
 15     Sort& operator = (const Sort&);
 16 
 17     template <typename T>
 18     static void Swap(T& a, T& b)
 19     {
 20         T c(a);
 21         a = b;
 22         b = c;
 23     }
 24 
 25     template < typename T >
 26     static void Merge(T src[], T helper[], int begin, int mid, int end, bool min2max=true)
 27     {
 28         int i = begin;
 29         int j = mid + 1;
 30         int k = begin;  //代表辅助空间起始位置
 31 
 32         while( (i <= mid) && (j <= end) )
 33         {
 34             if( min2max ? (src[i] < src[j]) : (src[i] > src[j]) )
 35             {
 36                 helper[k++] = src[i++];
 37             }
 38             else
 39             {
 40                 helper[k++] = src[j++];
 41             }
 42         }
 43 
 44         while( i <= mid)
 45         {
 46             helper[k++] = src[i++];
 47         }
 48 
 49         while( j <= end )
 50         {
 51             helper[k++] = src[j++];
 52         }
 53 
 54         for(i = begin; i <= end; i++)
 55         {
 56             src[i] = helper[i];
 57         }
 58     }
 59 
 60     template < typename T >
 61     static void Merge(T src[], T helper[], int begin, int end, bool min2max)
 62     {
 63         if( begin < end )
 64         {
 65             int mid = (begin + end) / 2;
 66 
 67             Merge(src, helper, begin, mid, min2max);
 68             Merge(src, helper, mid+1, end, min2max);
 69 
 70             Merge(src, helper, begin, mid, end, min2max); //真正的归并操作
 71         }
 72     }
 73 
 74     template < typename T >
 75     static int Partition(T array[], int begin, int end, bool min2max)
 76     {
 77         T pv = array[begin];
 78 
 79         while( begin < end )
 80         {
 81             while( (begin < end) && (min2max ? (array[end] > pv) : (array[end] < pv)) )
 82             {
 83                 end--;
 84             }
 85 
 86             Swap(array[begin], array[end]);
 87 
 88             while( (begin < end) && (min2max ? (array[begin] <= pv) : (array[begin] >= pv)) )
 89             {
 90                 begin++;
 91             }
 92 
 93             Swap(array[begin], array[end]);
 94         }
 95 
 96         array[begin] = pv;  //基准就位
 97 
 98         return begin;
 99     }
100 
101     template < typename T >
102     static void Quick(T array[], int begin, int end, bool min2max)
103     {
104         if( begin < end )
105         {
106             int pivot = Partition(array, begin, end, min2max);
107 
108             Quick(array, begin, pivot - 1, min2max);
109             Quick(array, pivot + 1, end, min2max);
110         }
111     }
112 
113 public:
114     template < typename T >
115     static void Select(T array[], int len, bool min2max=true)
116     {
117         for(int i = 0; i < len; i++)
118         {
119             int min = i;
120             for(int j = i + 1; j < len; j++)
121             {
122                 if( min2max ? (array[min] > array[j]) : (array[min] < array[j]) )
123                 {
124                     min = j;
125                 }
126             }
127 
128             if( min != i)
129             {
130                 Swap(array[i], array[min]);
131             }
132         }
133     }
134 
135     template < typename T >
136     static void Insert(T array[], int len, bool min2max=true)
137     {
138         for(int i=1; i < len; i++)  //从1开始，第0个元素没有必要插入操作
139         {
140             int k = i;
141             T e = array[i];
142 
143             for(int j=i-1; (j>=0) && (min2max ? (array[j] > e) : (array[j] < e)); j--)
144             {
145                 array[j+1] = array[j];
146                 k = j;
147             }
148 
149             if( k != i )   //赋值比“比较操作耗时”
150             {
151                 array[k] = e;
152             }
153         }
154     }
155 
156     template < typename T >
157     static void Bubble(T array[], int len, bool min2max=true)
158     {
159         bool exchange = true;
160 
161         for(int i=0; (i<len) && exchange; i++)
162         {
163             exchange = false;
164 
165             for(int j=len-1; j>i; j--)
166             {
167                 if(min2max ? (array[j] < array[j-1]) : (array[j] > array[j-1]))
168                 {
169                     Swap(array[j], array[j-1]);
170                     exchange = true;
171                 }
172             }
173         }
174     }
175 
176     template < typename T >
177     static void Shell(T array[], int len, bool min2max=true)
178     {
179         int d = len;
180         do
181         {
182             d = d / 3 + 1; //d的减小方式（实践证明这样做效果比较好）
183 
184             for(int i = d; i < len; i+=d)
185             {
186                 int k = i;
187                 T e = array[i];
188 
189                 for(int j=i-d; (j>=0) && (min2max ? (array[j] > e) : (array[j] < e)); j-=d)
190                 {
191                     array[j+d] = array[j];
192                     k = j;
193                 }
194 
195                 if( k != i )   //赋值比“比较操作耗时”
196                 {
197                     array[k] = e;
198                 }
199             }
200 
201         }while( d > 1 );
202     }
203 
204     template < typename T >
205     static void Merge(T array[], int len, bool min2max=true)
206     {
207         T* helper = new T[len];
208 
209         if( helper != NULL )
210         {
211             Merge(array, helper, 0, len - 1, min2max);
212         }
213 
214         delete[] helper;
215     }
216 
217     template < typename T >
218     static void Quick(T array[], int len, bool min2max=true)
219     {
220         Quick(array, 0, len - 1, min2max);
221     }
222 
223     template < typename T >
224     static void Select(Array<T>& array, bool min2max=true)
225     {
226         Select(array.array(), array.length(), min2max);
227     }
228 
229     template < typename T >
230     static void Insert(Array<T>& array, bool min2max=true)
231     {
232         Insert(array.array(), array.length(), min2max);
233     }
234 
235     template < typename T >
236     static void Bubbble(Array<T>& array, bool min2max=true)
237     {
238         Bubble(array.array(), array.length(), min2max);
239     }
240 
241     template < typename T >
242     static void Shell(Array<T>& array, bool min2max=true)
243     {
244         Shell(array.array(), array.length(), min2max);
245     }
246 
247     template < typename T >
248     static void Merge(Array<T>& array, bool min2max=true)
249     {
250         Merge(array.array(), array.length(), min2max);
251     }
252 
253     template < typename T >
254     static void Quick(Array<T>& array, bool min2max=true)
255     {
256         Quick(array.array(), array.length(), min2max);
257     }
258 };
259 
260 }
261 
262 #endif // SORT_H

无代理时的测试程序：

 1 #include <iostream>
 2 #include <ctime>
 3 #include "Sort.h"
 4 
 5 
 6 
 7 using namespace std;
 8 using namespace DTLib;
 9 
10 struct Test : public Object
11 {
12     int id;
13     int data1[1000];
14     double data2[500];
15 
16     bool operator < (const Test& obj)
17     {
18         return id < obj.id;
19     }
20 
21     bool operator >= (const Test& obj)
22     {
23         return id >= obj.id;
24     }
25 
26     bool operator > (const Test& obj)
27     {
28         return id > obj.id;
29     }
30 
31     bool operator <= (const Test& obj)
32     {
33         return id <= obj.id;
34     }
35 };
36 
37 Test t[1000];
38 
39 
40 int main()
41 {
42     clock_t begin = 0;
43     clock_t end = 0;
44 
45     for(int i=0; i < 1000; i++)
46     {
47         t[i].id = i;
48     }
49 
50     begin = clock();
51 
52     Sort::Bubble(t, 1000, false);
53 
54     end = clock();
55 
56     cout << "Time : " << (end - begin) << endl;
57 
58     for(int i=0; i < 1000; i++)
59     {
60         //cout << t[i]. << endl;
61     }
62 
63     return 0;
64 }

结果如下：

使用代理类：

  1 #include <iostream>
  2 #include <ctime>
  3 #include "Sort.h"
  4 
  5 
  6 
  7 using namespace std;
  8 using namespace DTLib;
  9 
 10 struct Test : public Object
 11 {
 12     int id;
 13     int data1[1000];
 14     double data2[500];
 15 
 16     bool operator < (const Test& obj)
 17     {
 18         return id < obj.id;
 19     }
 20 
 21     bool operator >= (const Test& obj)
 22     {
 23         return id >= obj.id;
 24     }
 25 
 26     bool operator > (const Test& obj)
 27     {
 28         return id > obj.id;
 29     }
 30 
 31     bool operator <= (const Test& obj)
 32     {
 33         return id <= obj.id;
 34     }
 35 };
 36 
 37 class TestProxy : public Object
 38 {
 39 protected:
 40     Test* m_pTest;
 41 
 42 public:
 43 
 44     //原始对象能干的事代理对象必须也要能干，因此要实现以下函数
 45     int id()
 46     {
 47         return m_pTest->id;
 48     }
 49 
 50     int* data1()
 51     {
 52         return m_pTest->data1;
 53     }
 54 
 55     double* data2()
 56     {
 57         return m_pTest->data2;
 58     }
 59 
 60     Test& test() const  //请出委托者的函数
 61     {
 62         return *m_pTest;
 63     }
 64 
 65     bool operator < (const TestProxy& obj)
 66     {
 67         return test() < obj.test();  //代理类对象的比较就是原始对象的比较
 68     }
 69 
 70     bool operator >= (const TestProxy& obj)
 71     {
 72         return test() >= obj.test();  //代理类对象的比较就是原始对象的比较
 73     }
 74 
 75     bool operator > (const TestProxy& obj)
 76     {
 77         return test() > obj.test();  //代理类对象的比较就是原始对象的比较
 78     }
 79 
 80     bool operator <= (const TestProxy& obj)
 81     {
 82         return test() <= obj.test();  //代理类对象的比较就是原始对象的比较
 83     }
 84 
 85     Test& operator = (Test& test)
 86     {
 87         m_pTest = &test;
 88 
 89         return test;
 90     }
 91 };
 92 
 93 Test t[1000];
 94 TestProxy pt[1000];
 95 
 96 
 97 int main()
 98 {
 99     clock_t begin = 0;
100     clock_t end = 0;
101 
102     for(int i=0; i < 1000; i++)
103     {
104         t[i].id = i;
105         pt[i] = t[i];  //一一映射
106     }
107 
108     begin = clock();
109 
110     Sort::Bubble(pt, 1000, false);
111 
112     end = clock();
113 
114     cout << "Time : " << (end - begin) << endl;
115 
116     for(int i=0; i < 1000; i++)
117     {
118         //cout << t[i]. << endl;
119     }
120 
121     return 0;
122 }

结果如下：

小结：

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 Android权限设置android.permission
类型初始值设定项引发异常
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第五十课 排序的工程应用示例

第五十课排序的工程应用示例