[ Dernière mise à jour: programme de référence et résultats préliminaires disponibles, voir ci-dessous]

Je veux donc tester le compromis vitesse / complexité avec une application classique: le tri.

Écrivez une fonction ANSI C qui trie un tableau de nombres à virgule flottante dans l' ordre croissant .

Vous ne pouvez utiliser aucune bibliothèque, appel système, multithreading ou ASM en ligne.

Entrées jugées sur deux composantes: la longueur du code et les performances. Notation comme suit: les entrées seront triées par longueur (journal de # caractères sans espace blanc, afin que vous puissiez conserver une mise en forme) et par performance (journal de # secondes sur une référence), et chaque intervalle [meilleur, pire] normalisé linéairement à [ 0,1]. Le score total d'un programme sera la moyenne des deux scores normalisés. Le score le plus bas l'emporte. Une entrée par utilisateur.

Le tri devra (éventuellement) être en place (c'est-à-dire que le tableau d'entrée devra contenir des valeurs triées au moment du retour), et vous devez utiliser la signature suivante, y compris les noms:

void sort(float* v, int n) {

}

Caractères à compter: ceux de la sortfonction, signature incluse, plus les fonctions supplémentaires appelées par celle-ci (mais sans inclure le code de test).

Le programme doit gérer toute valeur numérique floatet tableaux de longueur> = 0, jusqu'à 2 ^ 20.

Je vais brancher sortet ses dépendances dans un programme de test et compiler sur GCC (pas d'options fantaisistes). Je vais y alimenter un tas de tableaux, vérifier l'exactitude des résultats et le temps d'exécution total. Les tests seront exécutés sur un Intel Core i7 740QM (Clarksfield) sous Ubuntu 13.
Les longueurs de baies couvriront toute la plage autorisée, avec une densité plus élevée de baies courtes. Les valeurs seront aléatoires, avec une distribution de queue grasse (à la fois dans les plages positives et négatives). Des éléments dupliqués seront inclus dans certains tests.
Le programme de test est disponible ici: https://gist.github.com/anonymous/82386fa028f6534af263
Il importe la soumission en tant que user.c. Le nombre de cas de test ( TEST_COUNT) dans le benchmark réel sera de 3000. Veuillez fournir vos commentaires dans les commentaires de la question.

Délai: 3 semaines (7 avril 2014, 16h00 GMT). Je posterai le benchmark dans 2 semaines.
Il peut être conseillé de publier près de la date limite pour éviter de donner votre code aux concurrents.

Résultats préliminaires, à la date de publication du benchmark:
Voici quelques résultats. La dernière colonne montre le score en pourcentage, le plus élevé sera le mieux, plaçant Johnny Cage à la première place. Les algorithmes qui étaient des ordres de grandeur plus lents que les autres ont été exécutés sur un sous-ensemble de tests et extrapolés dans le temps. Le propre de C qsortest inclus pour comparaison (celui de Johnny est plus rapide!). Je ferai une comparaison finale à la fermeture.

150 caractères

Tri rapide.

/* 146 character.
 * sizeup 1.000; speedup 1.000; */
#define REC_SIZE    \
    sort(l, v+n-l); \
    n = l-v;

/* 150 character.
 * sizeup 1.027; speedup 1.038; */
#define REC_FAST  \
    sort(v, l-v); \
    n = v+n-l;    \
    v = l;

void sort(float* v, int n)
{
    while ( n > 1 )
     {
       float* l = v-1, * r = v+n, x = v[n/2], t;
L:
       while ( *++l < x );
       while ( x < (t = *--r) );

       if (l < r)
        {
          *r = *l; *l = t;
          goto L;
        }
       REC_FAST
     }
}

Comprimé.

void sort(float* v, int n) {
while(n>1){float*l=v-1,*r=v+n,x=v[n/2],t;L:while(*++l<x);while(x<(t=*--r));if(l<r){*r=*l;*l=t;goto L;}sort(v,l-v);n=v+n-l;v=l;}
}

150 caractères (sans espaces blancs)

void sort(float *v, int n) {
    int l=0;
    float t, *w=v, *z=v+(n-1)/2;

    if (n>0) {
      t=*v; *v=*z; *z=t;
      for(;++w<v+n;)
        if(*w<*v)
        {
          t=v[++l]; v[l]=*w; *w=t;
        }
      t=*v; *v=v[l]; v[l]=t;
      sort(v, l++);
      sort(v+l, n-l);
    }
}

67 70 69 caractères

Pas rapide du tout, mais incroyablement petit. C'est un hybride entre un tri par sélection et un algorithme de tri par bulles, je suppose. Si vous essayez de lire ceci, vous devez savoir que ++i-v-nc'est la même chose que ++i != v+n.

void sort(float*v,int n){
    while(n--){
        float*i=v-1,t;
        while(++i-v-n)
            *i>v[n]?t=*i,*i=v[n],v[n]=t:0;
    }
}

123 caractères (+3 sauts de ligne)

Un tri Shell standard, compressé.

d,i,j;float t;
void sort(float*v,int n){
for(d=1<<20;i=d/=2;)for(;i<n;v[j]=t)for(t=v[j=i++];j>=d&&v[j-d]>t;j-=d)v[j]=v[j-d];
}  

PS: découvert qu'il est toujours 10 fois plus lent que quicksort. Autant ignorer cette entrée.

395 caractères

Tri par fusion.

void sort(float* v,int n){static float t[16384];float*l,*r,*p,*q,*a=v,*b=v+n/2,
*c=v+n,x;if(n>1){sort(v,n/2);sort(v+n/2,n-n/2);while(a!=b&&b!=c)if(b-a<=c-b&&b-
a<=16384){for(p=t,q=a;q!=b;)*p++=*q++;for(p=t,q=t+(b-a);p!=q&&b!=c;)*a++=(*p<=
*b)?*p++:*b++;while(p!=q)*a++=*p++;}else{for(l=a,r=b,p=t,q=t+16384;l!=b&&r!=c&&
p!=q;)*p++=(*l<=*r)?*l++:*r++;for(q=b,b=r;l!=q;)*--r=*--q;for(q=t;p!=q;)*a++=
*q++;}}}

Formaté.

static float* copy(const float* a, const float* b, float* out)
{   while ( a != b ) *out++ = *a++; return out;
}
static float* copy_backward(const float* a, const float* b, float* out)
{   while ( a != b ) *--out = *--b; return out;
}

static void ip_merge(float* a, float* b, float* c)
{
    /* 64K (the more memory, the better this performs). */
#define BSIZE (1024*64/sizeof(float))
    static float t[BSIZE];

    while ( a != b && b != c )
     {
       int n1 = b - a;
       int n2 = c - b;

       if (n1 <= n2 && n1 <= BSIZE)
        {
          float* p = t, * q = t + n1;
          /* copy [a,b] sequence. */
          copy(a, b, t);
          /* merge. */
          while ( p != q && b != c )
             *a++ = (*p <= *b) ? *p++ : *b++;
          /* copy remaining. */
          a = copy(p, q, a);
        }
       /* backward merge omitted. */
       else
        {
          /* there are slicker ways to do this; all require more support
           * code. */
          float* l = a, * r = b, * p = t, * q = t + BSIZE;
          /* merge until sequence end or buffer end is reached. */
          while ( l != b  && r != c && p != q )
             *p++ = (*l <= *r) ? *l++ : *r++;
          /* compact remaining. */
          copy_backward(l, b, r);
          /* copy buffer. */
          a = copy(t, p, a);
          b = r;
        }
     }
}

void sort(float* v, int n)
{
    if (n > 1)
     {
       int h = n/2;
       sort(v, h); sort(v+h, n-h); ip_merge(v, v+h, v+n);
     }
}

331 326 327 312 caractères

Radix trie-t-il 8 bits à la fois. Utilise un bithack fantaisie pour obtenir des flottants négatifs pour trier correctement (volé à http://stereopsis.com/radix.html ). Ce n'est pas si compact, mais il est vraiment rapide (~ 8 fois plus rapide que l'entrée préliminaire la plus rapide). J'espère que la taille du code sera plus rapide ...

#define I for(i=n-1;i>=0;i--)
#define J for(i=0;i<256;i++)
#define R for(r=0;r<4;r++)
#define F(p,q,k) I p[--c[k][q[i]>>8*k&255]]=q[i]

void sort(float *a, int n) {
  int *A = a,i,r,x,c[4][257],B[1<<20];
  R J c[r][i]=0;
  I {
    x=A[i]^=A[i]>>31|1<<31;
    R c[r][x>>8*r&255]++;
  }
  J R c[r][i+1]+=c[r][i];

  F(B,A,0);
  F(A,B,1);
  F(B,A,2);
  F(A,B,3)^(~B[i]>>31|1<<31);
}

511 424 caractères

Radixsort sur place

Mise à jour: bascule sur le tri par insertion pour les tailles de tableau plus petites (augmente les performances de référence d'un facteur 4,0).

#define H p[(x^(x>>31|1<<31))>>s&255]
#define L(m) for(i=0;i<m;i++)
void R(int*a,int n,int s){if(n<64){float*i,*j,x;for(i=a+1;i<a+n;i++){x=*i;for(
j=i;a<j&&x<j[-1];j--)*j=j[-1];*j=x;}}else{int p[513]={},*q=p+257,z=255,i,j,x,t
;L(n)x=a[i],H++;L(256)p[i+1]+=q[i]=p[i];for(z=255;(i=p[z]-1)>=0;){x=a[i];while
((j=--H)!=i)t=x,x=a[j],a[j]=t;a[i]=x;while(q[z-1]==p[z])z--;}if(s)L(256)R(a+p[
i],q[i]-p[i],s-8);}}void sort(float* v,int n){R(v,n,24);}

Formaté.

/* XXX, BITS is a power of two. */
#define BITS 8
#define BINS (1U << BITS)
#define TINY 64

#define SWAP(type, a, b) \
    do { type t=(a);(a)=(b);(b)=t; } while (0)

static inline unsigned int floatbit_to_sortable_(const unsigned int x)
{   return x ^ ((0 - (x >> 31)) | 0x80000000);
}

static inline unsigned int sortable_to_floatbit_(const unsigned int x)
{   return x ^ (((x >> 31) - 1) | 0x80000000);
}

static void insertsort_(unsigned int* a, unsigned int* last)
{
    unsigned int* i;
    for ( i = a+1; i < last; i++ )
     {
       unsigned int* j, x = *i;
       for ( j = i; a < j && x < *(j-1); j-- )
          *j = *(j-1);
       *j = x;
     }
}

static void radixsort_lower_(unsigned int* a, const unsigned int size,
  const unsigned int shift)
{
    /* @note setup cost can be prohibitive for smaller arrays, switch to
     * something that performs better in these cases. */
    if (size < TINY)
     {
       insertsort_(a, a+size);
       return;
     }

    unsigned int h0[BINS*2+1] = {}, * h1 = h0+BINS+1;
    unsigned int i, next;

    /* generate histogram. */
    for ( i = 0; i < size; i++ )
       h0[(a[i] >> shift) % BINS]++;

    /* unsigned distribution.
     * @note h0[BINS] == h1[-1] == @p size; sentinal for bin advance. */
    for ( i = 0; i < BINS; i++ )
       h0[i+1] += (h1[i] = h0[i]);

    next = BINS-1;
    while ( (i = h0[next]-1) != (unsigned int) -1 )
     {
       unsigned int x = a[i];
       unsigned int j;
       while ( (j = --h0[(x >> shift) % BINS]) != i )
          SWAP(unsigned int, x, a[j]);
       a[i] = x;
       /* advance bins.
        * @note skip full bins (zero sized bins are full by default). */
       while ( h1[(int) next-1] == h0[next] )
          next--;
     }

    /* @note bins are sorted relative to one another at this point but
     * are not sorted internally. recurse on each bin using successive
     * radii as ordering criteria. */
    if (shift != 0)
       for ( i = 0; i < BINS; i++ )
          radixsort_lower_(a + h0[i], h1[i] - h0[i], shift-BITS);
}

void sort(float* v, int n)
{
    unsigned int* a = (unsigned int*) v;
    int i;

    for ( i = 0; i < n; i++ )
       a[i] = floatbit_to_sortable_(a[i]);

    radixsort_lower_(a, n, sizeof(int)*8-BITS);

    for ( i = 0; i < n; i++ )
       a[i] = sortable_to_floatbit_(a[i]);
}

121 114 111 caractères

Juste un saut de bulles rapide et sale, avec récursivité. Probablement pas très efficace.

void sort(float*v,int n){int i=1;float t;for(;i<n;i++)v[i-1]>(t=v[i])&&(v[i]=v[i-1],v[i-1]=t);n--?sort(v,n):0;}

Ou, la version longue

void sort(float* values, int n) {
  int i=1;  // Start at 1, because we check v[i] vs v[i-1]
  float temp;
  for(; i < n; i++) {
    // If v[i-1] > v[i] is true (!= 0), then swap.
    // Note I am assigning values[i] to temp here. Below I want to use commas
    // so the whole thing fits into one statement, but if you assign temp there you will get sequencing issues (i.e unpredictable swap results)
    values[i - 1] > (temp = values[i]) && (
    // I tried the x=x+y,y=x-y,x=x-y trick, but using a temp
    // turns out to be shorter even if we have to declare the t variable.
      values[i] = values[i - 1], 
      values[i - 1] = temp);
  }

  // If n == 1, we are done. Otherwise, sort the first n - 1 elements recursively. 
  // The 0 is just because the third statement cannot be empty.
  n-- ? sort(values, n) : 0;
}

221 193 172 caractères

Heapsort - Pas le plus petit, mais en place et garantit un comportement O (n * log (n)).

static void sink(float* a, int i, int n, float t)
{
    float* b = a+i;

    for ( ; (i = i*2+2) <= n; b = a+i )
     {
       i -= (i == n || a[i] < a[i-1]) ? 1 : 0;

       if (t < a[i])
          *b = a[i];
       else
          break;
     }
    *b = t;
}

void sort(float* a, int n)
{
    int i;
    /* make. */
    for ( i = n/2-1; i >= 0; i-- )
       sink(a, i, n, a[i]);
    /* sort. */
    for ( i = n-1; i > 0; i-- )
     {
       float t = a[i]; a[i] = a[0];
       sink(a, 0, i, t);
     }
}

Comprimé.

void sort(float* a,int n){
#define F(p,q,r,x,y) for(i=n/p;q>0;){t=a[i];r;for(j=x;(b=a+j,j=j*2+2)<=y&&(j-=(j==y||a[j]<a[j-1]),t<a[j]);*b=a[j]);*b=t;}
float*b,t;int i,j;F(2,i--,,i,n)F(1,--i,a[i]=*a,0,i)
}

154 166 caractères

OK, voici un tri rapide plus long mais plus rapide.

void sort(float*v,int n){while(n>1){float*j=v,*k=v+n-1,t=*j;while(j<k){while(j<k&&*k>=t)k--;*j=*k;while(j<k&&*j<t)j++;*k=*j;}*k++=t;sort(k,v+n-k);n=j-v;}}

Voici une correction pour survivre aux entrées triées. Et formaté car l'espace blanc ne compte pas.

void sort(float*v, int n){
    while(n>1){
        float*j=v, *k=j+n/2, t=*k;
        *k = *j;
        k = v+n-1;
        while(j<k){
            while(j<k && *k>=t) k--;
            *j=*k;
            while(j<k && *j<t) j++;
            *k=*j;
        }
        *k++ = t;
        sort(k,v+n-k);
        n = j-v;
    }
}

150 caractères

Shellsort (avec écart Knuth).

void sort(float* v, int n) {
float*p,x;int i,h=0;while(2*(i=h*3+1)<=n)h=i;for(;h>0;h/=3)for(i=h;i<n;i++){x=v[i];for(p=v+i-h;p>=v&&x<*p;p-=h)p[h]=*p;p[h]=x;}
}

Formaté.

static void hsort(float* v, const int h, const int n)
{
    int i;
    for (i = h; i < n; i++) {
        float* p, x = v[i];
        for (p = v + i-h; p >= v && x < *p; p -= h)
            p[h] = *p;
        p[h] = x;
    }
}

void sort(float* v, int n)
{
    int i, h = 0;
    while (2*(i = h*3+1) <= n)
        h = i;
    for (; h > 0; h /= 3)
        hsort(v, h, n);
}

C 270 (golfé)

#define N 1048576
void sort(float*v,int n)
{
float f[N],g;
int m[N],i,j,k,x;
g=v[0];k=0;
for(i=0;i<n;i++){for(j=0;j<n;j++){if(m[j]==1)continue;if(v[j]<g){g=v[j];k=j;}}f[i]=g;m[k]=1;for(x=0;x<n;x++){if(m[x]==0){g=v[x];k=x;break;}}}
for(i=0;i<n;i++){v[i]=f[i];}
}

Explication: un tableau vide est utilisé pour stocker chaque nombre minimum successif. Un tableau int est un masque avec 0 indiquant que le nombre n'a pas encore été copié. Après avoir obtenu la valeur minimale, un masque = 1 ignore les numéros déjà utilisés. Ensuite, le tableau est recopié dans l'original.

J'ai changé le code pour éliminer l'utilisation des fonctions de bibliothèque.

144

J'ai sans vergogne pris le code de Johnny, ajouté une petite optimisation et compressé le code d'une manière très sale. Il devrait être plus court et plus rapide.

Notez que selon votre compilateur, sort (q, v + n- ++ q) doit être remplacé par sort (++ q, v + nq).

#define w ;while(
void sort(float*v, int n){
    w n>1){
        float *p=v-1, *q=v+n, x=v[n/2], t
        w p<q){
            w *++p<x )
            w *--q>x );
            if( p<q ) t=*p, *p=*q, *q=t;
        }
        sort(q,v+n- ++q);
        n = p-v;
    }
}

Eh bien, en fait, j'ai commencé à former mon code et à l'optimiser, mais il semble que Johnny ait déjà fait les bons choix. Je me suis donc retrouvé avec quasi son code. Je n'ai pas pensé au truc goto, mais je pourrais m'en passer.

228 caractères

Radixsort.

void sort(float* v, int n) {
#define A(x,y,z) for(x=y;x<z;x++)
#define B h[(a[i]^(a[i]>>31|1<<31))>>j*8&255]
    int m[1<<20],*a=v,*b=m,*t,i,j;
    A(j,0,4) {
        int h[256] = {};
        A(i,0,n) B++;
        A(i,1,256) h[i] += h[i-1];
        for (i = n-1; i >= 0; i--)
            b[--B] = a[i];
        t = a, a = b, b = t;
    }
}