将已排序的小型列表加入和排序到一个大列表中的最佳方法？答案

【问题标题】：Best way to join and sort small-ish, already sorted lists into one big list?将已排序的小型列表加入和排序到一个大列表中的最佳方法？
【发布时间】：2016-04-29 06:58:59
【问题描述】：

我有一个排序对象的列表（数组，不是链表）。这不是一个很长的列表：从 3 到 20 个元素不等，尽管大多数时候它可能会在较短的一端。此列表和所有其他列表将来自 HTTP 请求。将有大约 30-50 个请求，每个请求产生一个包含相同数量元素的数组。我的代码现在的工作方式是请求是同步的。我意识到这效率不高，并且可能很快会更改为一些多线程，但目前我仍处于初始阶段。将所有这些数组连接成一个大的排序数组的最佳方法是什么？会是因为每个数组都是从请求中返回并附加到结果数组中的吗？或者可能在所有请求完成后进行排序？既然没有那么多元素，相对来说，这还重要吗？多线程会对解决方案产生影响吗？

我不确定数组所持有的值是否相似是否会有所不同。例如： [100,200,300], [99, 105, 290], [115,215, 280]

【问题讨论】：

要排序的数字是不是在某个比较小的范围内？
根据您给出的约束，在最坏的情况下，当所有请求都完成时，最多有 (20 x 50) 个元素。这是 1000 个元素。我想说的是，在合并列表时不要进行任何比较和全部，只需合并所有数组并在最后进行排序。

标签： arrays multithreading algorithm list sorting

【解决方案1】：

将多个排序列表合并为一个列表的最快方法是执行k-way merge。

从一个空的优先级队列开始，如果您按升序排序，通常是一个最小堆，然后将每个列表中的第一项推送到堆上。您存储在堆中的结构必须具有值（即数字）以及对它来自的列表的引用。那么：

从堆中弹出第一项并将其值添加到您的输出中。
从列表中取出包含您刚刚从堆中弹出的项的下一项，并将其添加到堆中。
继续直到堆为空。

简而言之，最小堆总是从每个列表中获取一个项目，并且这些项目中最低的项目始终是堆上的第一项。由于单个列表是按顺序排列的，这保证了堆顶部的项始终是所有列表中最小的剩余项，因此它是下一个输出的项。

【讨论】：

【解决方案2】：

有一些明智的方法可以尝试，然后衡量相对性能。

由于要排序的元素数量较少，与算法的渐近复杂度相比，排序算法实现中的常数因素对整体性能的影响相对较大。

我会将所有单独的范围收集到一个数组中，并在所有请求完成后对其进行排序；这将在您进行排序时使数组在缓存中保持热状态，而不是将许多排序与随机的其他处理交错。

如果要排序的数字在小范围内，则通过计数排序进行排序；所需的额外O(n) 内存应该不是问题，因为n 最多为1000。

否则，由于序列由多个排序范围组成，插入排序可能会执行良好，内部循环预计不会循环多次，当它循环时，内部条件应该具有良好的分支预测特性。

话虽如此，对于这么少的元素，很可能你选择什么方法都没有关系，所以只需将所有元素收集在一个数组中并使用系统的库排序功能。

【讨论】：