2 排序基础 - 3随机生成算法测试用例

为了以后学习比较不同算法的效率，我们需要有很大的数组，所以我们这一节来考虑如何生成很大的数组

C++代码：

SortTestHelper.h:

#ifndef INC_03_SELECTION_SORT_GENERATE_TEST_CASES_SORTTESTHELPER_H
#define INC_03_SELECTION_SORT_GENERATE_TEST_CASES_SORTTESTHELPER_H

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cassert>

using namespace std;

namespace SortTestHelper {

    // 生成有n个元素的随机数组,每个元素的随机范围为[rangeL, rangeR]
    int* generateRandomArray(int n, int rangeL, int rangeR) {

        assert(rangeL <= rangeR);

        int* arr = new int[n];

        // 设置随机种子
        srand(time(NULL));
        for (int i = 0; i < n; i++)
            arr[i] = rand() % (rangeR - rangeL + 1) + rangeL;
        return arr;
    }

    // 打印arr数组的所有内容
    template<typename T>
    void printArray(T arr[], int n) {

        for (int i = 0; i < n; i++)
            cout << arr[i] << " ";
        cout << endl;

        return;
    }

};
#endif //INC_03_SELECTION_SORT_GENERATE_TEST_CASES_SORTTESTHELPER_H

main.cpp:

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <string>
#include "Student.h"
#include "SortTestHelper.h"

using namespace std;

template<typename T>
void selectionSort(T arr[], int n) {

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        // 寻找[i, n)区间里的最小值
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < n; j++)
            if (arr[j] < arr[minIndex])
                minIndex = j;

        swap(arr[i], arr[minIndex]);
    }

}

int main() {

    // 测试排序算法辅助函数
    int N = 20000;
    int* arr = SortTestHelper::generateRandomArray(N, 0, 100000);
    selectionSort(arr, N);
    SortTestHelper::printArray(arr, N);
    delete[] arr;

    return 0;
}

C++结果：
（输出了20000个元素）

Paste_Image.png

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java代码：

SortTestHelper.java:

public class SortTestHelper {

    // SortTestHelper不允许产生任何实例
    private SortTestHelper(){}

    // 生成有n个元素的随机数组,每个元素的随机范围为[rangeL, rangeR]
    public static Integer[] generateRandomArray(int n, int rangeL, int rangeR) {

        assert rangeL <= rangeR;

        Integer[] arr = new Integer[n];

        for (int i = 0; i < n; i++)
            arr[i] = new Integer((int)(Math.random() * (rangeR - rangeL + 1) + rangeL));
        return arr;
    }

    // 打印arr数组的所有内容
    public static void printArray(Object arr[]) {

        for (int i = 0; i < arr.length; i++){
            System.out.print( arr[i] );
            System.out.print( ' ' );
        }
        System.out.println();

        return;
    }
}

public class SelectionSort {

    // 我们的算法类不允许产生任何实例
    private SelectionSort(){}

    public static <T extends Comparable<T>> void sort(T[] arr){

        int n = arr.length;
        for( int i = 0 ; i < n ; i ++ ){
            // 寻找[i, n)区间里的最小值的索引
            int minIndex = i;
            for( int j = i + 1 ; j < n ; j ++ )
                // 使用compareTo方法比较两个Comparable对象的大小
                if( arr[j].compareTo( arr[minIndex] ) < 0 )
                    minIndex = j;

            swap( arr , i , minIndex);
        }
    }

    private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
        Object t = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = t;
    }

    public static void main(String[] args) {

        // 测试排序算法辅助函数
        int N = 20000;
        Integer[] arr = SortTestHelper.generateRandomArray(N, 0, 100000);
        SelectionSort.sort( arr );
        SortTestHelper.printArray(arr);
        System.out.println(arr.length);
        return;
    }
}

注意 java 代码肯定生成了数组，但是数组太大控制台输出不了 正在找解决方法 后续找到更新

暂时替代方法：

替代方法.png 控制台打印结果.png

可见 java代码生成了20000个元素的数组，不过后续我们利用大数组比较不同算法的性能 不用输出 只看时间即可。