Clojure中的“快速排序”緩慢

Question

我在clojure中編寫了一個快速排序功能，但運行速度非常慢。 有時，如果輸入集合變得更大，它甚至可能會溢出堆棧？

我的代碼有問題嗎？

(defn qsort [coll]
  (if (<= (count coll) 1)
    coll
    (let [pivot (last coll)
          head-half (filter #(< % pivot) (drop-last coll))
          tail-half (filter #(>= % pivot) (drop-last coll))]
      (concat (qsort head-half) (vector pivot) (qsort tail-half)))))

我也閱讀了clojure.core中的sort函數，但使它感到困惑。

01 (defn sort
02   "Returns a sorted sequence of the items in coll. If no comparator is
03   supplied, uses compare. comparator must
04   implement java.util.Comparator."
05   {:added "1.0"
06    :static true}
07   ([coll]
08    (sort compare coll))
09   ([^java.util.Comparator comp coll]
10    (if (seq coll)
11      (let [a (to-array coll)]
12        (. java.util.Arrays (sort a comp))
13        (seq a))
14      ())))

唯一發生遞歸的地方是第12行。它只是交換兩個輸入參數！ 您能否向我解釋為什么運行這段代碼？

Answer 1

(. java.util.Arrays (sort a comp))此調用是對Arrays排序函數的，而不是對clojure.core排序函數的遞歸調用。

您的代碼很慢，因為快速排序是imperative algorithm即它基於命令式編程的概念，例如就地數組變異。 您的代碼很好，但是問題是它遍歷了集合多次，並且還創建了許多中間集合。

您可以使用數組和就地數組突變來快速進行快速排序。

Answer 2

Clojure的sort函數僅在內部使用Java的標准java.util.Arrays / sort方法； 這不是100％Clojure的實現。

Quicksort並不是習慣性Clojure的真正匹配，因為它取決於具有快速O（1）元素交換的集合類型。 還要注意，在實現中，您在每次調用時都執行（last coll）和（count coll），其中coll是一個惰性序列，所以兩者都是O（n）-您應該能夠通過提高性能來提高性能考慮到〜可能是通過使用Java Array而不是不可變的seq作為中間集合類型。

Answer 3

堆棧溢出的問題是您將遞歸過濾器遞歸地放置在過濾器上。 這在這里很好地解釋了：

遞歸函數導致堆棧溢出

關於另一個問題：在第12行中，這不是對clojure sort函數的調用，而是對Arrays-sort函數的調用。 在用戶代碼中，通常會編寫(java.util.Arrays/sort a comp)而不是點語法。

Answer 4

您的qsort可能會花費大部分時間分配對象。

• 過濾器的調用為每個遍歷的每個數字分配一個lazy-cons實例
• 串聯的調用為每個數字分配另一個對象

雖然我認為您的版本讀起來更好