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15_LSDradixSort.c
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>
#define DEBUG 0
// #define bitsPalavra 32
// #define bitsDigito 8
// #define digitosPalavra (bitsPalavra / bitsDigito)
// #define Base (1 << bitsDigito)
const int bitsPalavra = 32;
const int bitsDigito = 16;
const int digitosPalavra = bitsPalavra / bitsDigito;
const int Base = 1 << bitsDigito; // Base = 2^bitsDigito
void imprime(int v[], int n)
{
int i;
if (DEBUG > 0)
{
for (i = 0; i < n; i++)
printf("%d ", v[i]);
printf("\n");
}
}
int pegaDigito(int chave, int digito)
{
return (int)((chave >> (bitsDigito * (digitosPalavra - 1 - digito))) & (Base - 1));
}
int pegaDigito2(int chave, int digito)
{
return (int)(chave / exp2(bitsDigito * (digitosPalavra - 1 - digito))) % Base;
}
// Rearranja v[0..n-1] em ordem crescente
// supondo que os elementos do vetor
// pertencem ao universo 0..R-1.
void countingSort(int v[], int n, int R)
{
int r, i;
int *fp, *aux;
fp = malloc((R + 1) * sizeof(int));
aux = malloc(n * sizeof(int));
for (r = 0; r <= R; ++r)
fp[r] = 0;
for (i = 0; i < n; ++i)
{
r = v[i];
fp[r + 1] += 1;
}
// agora fp[r] é a frequência de r-1
for (r = 1; r <= R; ++r)
fp[r] += fp[r - 1];
// agora fp[r] é a freq dos predecessores de r
// logo, a carreira de elementos iguais a r
// deve começar no índice fp[r]
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
r = v[i];
aux[fp[r]] = v[i];
fp[r]++; // *
}
// aux[0..n-1] está em ordem crescente
for (int i = 0; i < n; ++i)
v[i] = aux[i];
free(fp);
free(aux);
}
void LSDradixSort(int v[], int n)
{
int digito, valor, i;
int *ocorr_pred, *aux;
ocorr_pred = malloc((Base + 1) * sizeof(int));
aux = malloc(n * sizeof(int));
for (digito = digitosPalavra - 1; digito >= 0; digito--)
{
for (valor = 0; valor <= Base; valor++)
ocorr_pred[valor] = 0;
for (i = 0; i < n; i++)
{
valor = pegaDigito(v[i], digito);
ocorr_pred[valor + 1] += 1;
}
// agora ocorr_pred[valor] é o número
// de ocorrências de valor - 1
for (valor = 1; valor <= Base; valor++)
ocorr_pred[valor] += ocorr_pred[valor - 1];
// agora ocorr_pred[valor] é o número de
// ocorrências dos predecessores de valor.
// Logo, a carreira de elementos iguais a valor
// deve começar no índice ocorr_pred[valor].
for (i = 0; i < n; ++i)
{
// note a diferença entre o valor analisado e copiado
valor = pegaDigito(v[i], digito);
aux[ocorr_pred[valor]] = v[i];
ocorr_pred[valor]++; // atualiza o número de predecessores
}
// aux[0..n-1] está em ordem crescente considerando
// apenas os digitos entre digito .. digitosPalavra - 1
for (i = 0; i < n; i++)
v[i] = aux[i];
}
free(ocorr_pred);
free(aux);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int i, n, R;
clock_t stime, etime;
if (argc != 3)
{
printf("Numero incorreto de parametros. Ex: .\\LSDradixSort 10 3\n");
return 0;
}
n = atoi(argv[1]);
R = atoi(argv[2]);
int *v = (int *)malloc(n * sizeof(int));
// ordem alternada
printf("ordem alternada\n");
for (i = 0; i < n; i += 2)
v[i] = (i / 2) % R;
for (i = 1; i < n; i += 2)
v[i] = (n - i / 2 - 1) % R;
imprime(v, n);
stime = clock();
LSDradixSort(v, n);
// countingSort(v, n, n);
etime = clock();
imprime(v, n);
printf("LSDradixSort com n = %d leva tempo (em milisegundos) = %ld\n", n, (etime - stime) / (CLOCKS_PER_SEC / 1000));
// ordem direta
printf("ordem direta\n");
for (i = 0; i < n; i++)
v[i] = i % R;
imprime(v, n);
stime = clock();
LSDradixSort(v, n);
// countingSort(v, n, n);
etime = clock();
imprime(v, n);
printf("LSDradixSort com n = %d leva tempo (em milisegundos) = %ld\n", n, (etime - stime) / (CLOCKS_PER_SEC / 1000));
// ordem inversa
printf("ordem inversa\n");
for (i = 0; i < n; i++)
v[i] = (n - i - 1) % R;
imprime(v, n);
stime = clock();
LSDradixSort(v, n);
// countingSort(v, n, n);
etime = clock();
imprime(v, n);
printf("LSDradixSort com n = %d leva tempo (em milisegundos) = %ld\n", n, (etime - stime) / (CLOCKS_PER_SEC / 1000));
}