quicksort探究1

龙书的P431中有一个quicksort的不含嵌套函数及高阶函数的例子,我实现的时候居然错了,真的太菜了。虽然整体的思想都是让问题退化为解决枢轴两边的快排问题,但是在处理细节上是不同的。虽然基础,但是好记性不如烂笔头,还是硬着头皮写下吧>_<

方法一

public class Qs {
	private int[] numbers;
	private int number;

	public void sort(int[] values) {
		if (values == null || values.length < 2) {
			return;
		}
		this.numbers = values;
		number = values.length;
		quicksort(0, number - 1);
	}

	int partition(int low, int high) {
		int pivotKey = numbers[low];
		while (low <= high) {
			while (numbers[low] < pivotKey) {
				low++;
			}
			while (numbers[high] > pivotKey) {
				high--;
			}
			if (low <= high) {
				exchange(low, high);
				low++;
				high--;
			}
		}
		return low;
	}

	private void quicksort(int low, int high) {
		int i = partition(low, high);
		if (low < i - 1) {
			quicksort(low, i - 1);
		}
		if (high > i) {
			quicksort(i, high);
		}
	}

	private void exchange(int i, int j) {
		int temp = numbers[i];
		numbers[i] = numbers[j];
		numbers[j] = temp;
	}

	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = { -4, 4, 3, -1, 2, 1, -3, -2, 0 };
		Qs qs = new Qs();
		qs.sort(arr);
		for (int ele : arr)
			System.out.print(ele + " ");
	}
}

方法二(修改方法一中的partition和quicksort)

int partition(int low, int high) {
		int pivotKey = numbers[low];
		while (low < high) {
			while (low < high && numbers[high] >= pivotKey)
				high--;
			exchange(low, high);
			while (low < high && numbers[low] <= pivotKey)
				low++;
			exchange(low, high);
		}
		return low;
	}

	private void quicksort(int low, int high) {
		if (low < high) {
			int pivotKey = partition(low, high);
			quicksort(low, pivotKey - 1);
			quicksort(pivotKey + 1, high);
		}
	}

注意细节即可,这里就不演示了。想了解一下细节的话可以加断点细细分析;或者加些aspect的信息来看一下。下面是直接用aspectj插入的一些信息:

public aspect QsAspectj {
	
	private int callDepth = -1;
	
	pointcut MethodInfo(int low,int high):call (* *(..))&&this(Qs)&&args(low,high);
	before(int low,int high):MethodInfo(low,high){
		callDepth++;
		System.out.print(callDepth);
		for(int i = 0; i< callDepth;i++)
			System.out.print("   ");
		System.out.println(thisJoinPointStaticPart.getSignature().getName()+"("+low+", "+high+")");
	}
	after(int low,int high):MethodInfo(low,high){
		System.out.print(callDepth);
		for(int i = 0; i< callDepth;i++)
			System.out.print("   ");
		System.out.println(thisJoinPointStaticPart.getSignature().getName()+"("+low+", "+high+")");
		callDepth--;
	}
	
	pointcut sortInfo():call(public void sort(int[]))&&within(Qs);
	Object around():sortInfo(){
		long begin = System.nanoTime();
		Object result = proceed();
		long end = System.nanoTime();
		System.out.println("total time: "+(end-begin));
		return result;
	}
	before():sortInfo(){
		System.out.println("*** "+thisJoinPointStaticPart.getSignature().getName()+" ***");
	}
	after():sortInfo(){
		System.out.println("*** "+thisJoinPointStaticPart.getSignature().getName()+" ***");
	}
}
为了无聊起见,顺便插一段scala的实现,剽窃自这里
class Quicksort {
  def sort(a: Array[Int]): Array[Int] =
    if (a.length < 2) a
    else {
      val pivot = a(a.length / 2)
      sort(a filter (pivot >)) ++ (a filter (pivot ==)) ++
        sort(a filter (pivot <))
    }  
}

object Quicksort extends Application {
  val qs = new Quicksort
  val a = Array(-4, 4, 3, -1, 2, 1, -3, -2, 0)
//  val start = System.nanoTime()
  val sorted = qs.sort(a)
//  val end = System.nanoTime()
//  println("total time: " + (end - start))
  sorted.foreach(n => (print(n), print(" ")))
}

貌似这样的做法不怎么高效(不妨看看运行时间),但鉴于我的scala还只勉强达到入门级,如何改进还得以后再说。

Programming Comments(3) Tue, 17 Jul 2012 21:57:43 +0800

编译原理学习笔记02

  1. CFG(contex free grammer而非control flow graph)比regex牛逼些:regex能生成的language是CFG能生成的language的(真)子集。NFA向CFG的规约可以按照下面的步骤:
    1. 为每个NFA中的状态$i$生成一个nonterminal $A_i$
    2. 若对于输入$i$有从$i$到$j$的状态转移,添加production $A_i\rightarrow aA_j$(若$a=\varepsilon$则添加production $A_i\rightarrow A_j$)
    3. 若$i$为初始态,令$A_i$为grammer的start symbol;若$i$为终态添加$A_i\rightarrow\varepsilon$
  2. regex(或FA)不能表达全部CFG能够表达的语法(“有限状态机不会数数”)。比如$L= \{a^nb^n|n\ge1\}$,可以用反证法证明它不能用有限状态机表述。
  3. 解释性语言天生就比编译型语言跨平台;它们至多只需要有统一的解释器罢了。Java就是这样一个另类(半编译半解释),而且还假装把这个解释器用的虚拟机做得像真的机器似的。所以虚拟化很重要啊,当解决不了问题或解决问题的方法不够妥当时,考虑加一个中间层的确有帮助。
  4. derivation和parser tree之间存在$1\rightarrow n$的关系,因为derivation是整个过程而parser tree是最终的结果而已;不过如果限定某种派生的准则(如leftmost/rightmost)两者就一一对应了。下面是两种不同的派生:

              

  1. parser tree是具体的语法树,其内部节点必然是非终结的(nonterminal,表示规则名),关注的是树节点的类型;syntax tree又称抽象语法树(AST),其内部节点仅仅表示程序结构。($S_{nonterminal}\varsubsetneqq S_{programming constructs}$)。parser tree比较严格,比如9-5+2中的9一定得画成像$number\rightarrow 9$这样的形式。大多数情况下,parse tree不如AST合适,但parser容易自动生成parse tree。
  2. JavaCC是词法分析器和语法生成器,用的是top-down的方式生成LL(k)语法,所以left recursive不能用。Lex是词法扫描器,Yacc是语法分析的,bottom-up。其中概念较多,以后单独对这部分内容作笔记。

Programming Comments(0) Tue, 03 Jul 2012 23:49:38 +0800

编译原理学习笔记01

不懂编译原理没法在实验室混啊,开始写些流水帐笔记,目的只是为了重新补上这一课;仅代表个人知识水平,万不可因此而怀疑我的师兄和同学们>_<。参考教材Compilers: Principles, Techniques, and Tools(龙书)

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  1. Lexical analyzer生成token给parser用,分析过程还得和symbol table交互;在分析过程中需要干掉comments和whitespace(whitespace指的是blank,newline和tab或其他用于分隔token的东东,而不仅仅是空格)。

  2. token的样子是(token-name,attribute-value),其中attribute-value对保留字、操作符是不需要的;对于token-name是id的情况,attribute-value一般是指向其所在符号表中的项的pointer;对于数字这样的输入,可以让attribute-value表示对应的值,但实际一般还是用一个pointer指向表示它的字符串。

  3. lexeme是源程序中的具体字符序列;pattern是对模式的描述;token可看成对lexeme的泛化(类似于OO中的class)

           

  1. 识别lexeme时需要向前看几个字符(比如看到<有可能是<=或<);同时为减少io读取次数,使用双buffer。

  2. 每次需检查buffer终点并确定读入的字符是什么,为求统一使用sentinel(输入中不会出现的字符,如eof

  3. DFA$\subset$NFA,DFA初初始态不可为$\varepsilon$且每一个状态只有一个出边;DFA和NFA等价,可以类比群中的加法和乘法;其中DFA中的一个状态可看成NFA中的状态组成的集合(subset construction)。

Programming Comments(0) Sat, 30 Jun 2012 00:03:12 +0800