Камалетдинов Рамзан. Технология TBB. Поразрядная сортировка целых чисел. Вариант 17

[Ramzan8-88]

Задача: Поразрядная сортировка целых чисел
Вариант: 17
Технология: TBB

Описание алгоритма

Алгоритм в задаче - поразрядная сортировка целых чисел с параллелизацией этапа сортировки подсчётом по каждому разряду. Идея в том, чтобы упорядочить массив без сравнения элементов попарно: последовательно обрабатываются разряды (в десятичной записи), а на каждом разряде применяется стабильная сортировка подсчётом

Основные шаги алгоритма

1. Подготовка данных
   В соответствии с постановкой задачи формируется массив целых чисел (на этапе препроцессинга), при необходимости заполнение может распараллеливаться через parallel_for.

2. Сортировка по разрядам
   Для каждого разряда (единицы, десятки, сотни и т.д.) выполняется проход counting sort:

   • массив логически делится на P блоков, где P согласуется с уровнем параллелизма TBB (например, max_concurrency() текущей арены задач);
   • параллельно в каждом блоке считаются локальные гистограммы по цифрам 0…9;
   • локальные счётчики суммируются, строятся префиксные смещения и позиции записи для каждого блока;
   • параллельно элементы блоков записываются в выходной буфер по соответствующим позициям (стабильный проход по каждому блоку);
   • вход и выход меняются ролями для следующего разряда.

3. Корректная обработка отрицательных чисел
   Поскольку поразрядная сортировка естественно настроена на неотрицательные значения, массив предварительно разделяется на:

   • negative - отрицательные числа,
   • positive - неотрицательные числа.
     Далее:
   • для negative и positive отдельно выполняется radix sort по модулю;
   • для отрицательной части результат переставляется в обратном порядке (чтобы сохранить порядок величин со знаком: например, -100 < -2);
   • затем отрицательные значения возвращают знак - и записываются перед положительными.

Параллельная часть (TBB)

Параллелизм сосредоточен на фазах counting sort для каждого разряда:

• parallel_for распределяет работу по блокам при подсчёте цифр;
• parallel_for распределяет запись в выходной массив по тем же блокам после вычисления смещений.
  Сборка глобальных гистограмм и префиксных сумм по 10 корзинам выполняется последовательно и занимает мало времени по сравнению с проходами по n элементам.

Оценка сложности

• Один полный проход по разряду: O(n) работы по данным плюс O(P) на слияние маленьких локальных счётчиков (константа по основанию 10); при подходящем P это хорошо масштабируется по ядрам.
• Вся сортировка: O(k x n), где k — число обрабатываемых разрядов (для int в десятичной записи ограничено константой).
• Память: O(n) на выходной буфер каждого прохода counting sort и вспомогательные массивы счётчиков/смещений.

Итог: реализована поразрядная сортировка целых чисел с поддержкой отрицательных значений; на каждом разряде стабильный counting sort распараллелен средствами TBB (parallel_for), без необходимости отдельного тяжёлого этапа попарного сравнения элементов.

Чек-лист выполнения

• Статус CI: все задачи (сборка, тесты, генерация отчёта) успешно проходят в моей ветке
• Директория и именование: используется папка kamaletdinov_r_bitwise_int с реализацией в подкаталоге tbb и корректной структурой проекта
• Полное описание задачи: указано в теле pull request
• clang-format: все изменения проходят проверку локально
• clang-tidy: все изменения проходят проверку локально
• Функциональные тесты: успешно проходят локально
• Тесты производительности: успешно проходят локально
• Ветка: работа ведётся в ветке kamaletdinov_r_bitwise_int_tbb (или иной, согласованной с ведением веток для TBB-версии этой задачи)
• Все сведения в pull request точные и достоверные

[Ramzan8-88]

@allnes падает тест Романа Петерсона: [ FAILED ] 1 test, listed below:
[ FAILED ] DefaultTests/PetersonGrahamScannerOMPFuncTests.MatmulFromPic/peterson_r_graham_scan_omp_omp_enabled_5_circle_5, where GetParam() = (32-byte object <60-C9 D4-E0 38-56 00-00 00-00 00-00 00-00 00-00 20-DC D4-E0 38-56 00-00 F0-DB D4-E0 38-56 00-00>, "peterson_r_graham_scan_omp_omp_enabled", (5, "circle_5"))

[codecov-commenter]

Codecov Report

❌ Patch coverage is 98.59155% with 1 line in your changes missing coverage. Please review.
✅ Project coverage is 81.49%. Comparing base (9d9c13e) to head (27fe1c8).
⚠️ Report is 15 commits behind head on master.

Files with missing lines	Patch %	Lines
...sks/kamaletdinov_r_bitwise_int/tbb/src/ops_tbb.cpp	98.59%	0 Missing and 1 partial ⚠️

Additional details and impacted files

@@            Coverage Diff             @@
##           master     #529      +/-   ##
==========================================
+ Coverage   81.36%   81.49%   +0.13%     
==========================================
  Files         406      409       +3     
  Lines       15651    15825     +174     
  Branches     6322     6412      +90     
==========================================
+ Hits        12734    12897     +163     
- Misses       2026     2027       +1     
- Partials      891      901      +10     

☔ View full report in Codecov by Sentry.
📢 Have feedback on the report? Share it here.

🚀 New features to boost your workflow:

• ❄️ Test Analytics: Detect flaky tests, report on failures, and find test suite problems.