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  • 索引排序

    千次阅读 多人点赞 2014-07-17 00:30:50
    索引排序 在排序时,若是数据很复杂,对数据的移动显然是费时的。若把数据移动改为指针移动,则减少了操作复杂度。索引排序,也叫地址排序,就是这种排序思想。 索引含义 根据索引的含义不同,索引排序的算法上也...

    索引排序

    在排序时,若是数据很复杂,对数据的移动显然是费时的。若把数据移动改为索引(或指针)移动,则减少了操作复杂度。索引排序,也叫地址排序,就是这种排序思想。

    索引含义

    根据索引的含义不同,索引排序的算法上也主要分为两种。

    一、index[i]为array[i]最终在有序序列中的位置。

    二、index[i]为位置i上最终应存放元素的下标。即最终元素按array[index[0]]、array[index[1]]……有序。

    一个实例

    原序列 array: 17  19  23  21  38  5   33  22

            下标:0   1   2   3   4   5   6   7

          index1:1   2   5   3   7   0   6   4

          index2:5   0   1   3   7   2   6   4

    得到索引数组后,根据索引数组对元素进行重排,由于index含义不同,重排算法也不同。下面直接给出两种索引排序代码,代码中有详细注释:

    索引排序一

    代码

    #include<iostream>
    #include<iomanip>
    using namespace std;
    /*
    索引排序一
    index[i]是array[i]的最终下标
    */
    void IndexSort1(int array[], int n)
    {
    	if (array && n > 1)
    	{
    		//创建索引数组
    		int *index = new int[n];
    		//初始化索引数组
    		int i, j;
    		for (i = 0; i < n; i++)
    			index[i] = i;
    		//类似于插入排序,在插入比较的过程中不断地修改index数组
    		for (i = 1; i < n; i++)
    		{
    			j = i;
    			while (j)
    			{
    				if (array[i] < array[j-1])
    				{
    					index[i]--;
    					index[j - 1]++;
    				}
    				j--;
    			}
    		}
    		//打印索引数组
    		cout << "索引数组" << endl;
    		for (i = 0; i < n; i++)
    			cout << setw(4) << index[i];
    		cout << endl;
    		//根据index数组,重排原序列
    		bool modified = true;
    		while (modified)
    		{
    			modified = false;
    			for (i = 0; i < n - 1; i++)
    			{
    				//如果不在位置上,则调整
    				if (index[i] != i)
    				{
    					modified = true;
    					j = index[i];
    					swap(array[i], array[j]);
    					index[i] = index[j];
    					index[j] = j;
    				}
    			}
    		}
    		//释放空间
    		delete[]index;
    	}
    }
    
    //打印
    void print(int array[], int n)
    {
    	if(array && n>0)
    	{
    		int i;
    		for (i = 0; i < n; i++)
    			cout << setw(4) << array[i];
    		cout << endl;
    	}
    }
    int main()
    {
    	cout << "***索引排序***by David***\n";
    	int array[] = {17, 19, 23, 21, 38, 5, 33, 22};
    	int n = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
    	cout << "原序列\n";
    	print(array, n);
    	cout << "索引排序一" << endl;
    	IndexSort1(array, n);
    	cout << "排序后" << endl;
    	print(array, n);
    	system("pause");
    	return 0;
    }

    运行


     

    索引排序二

    代码

    #include<iostream>
    #include<iomanip>
    using namespace std;
    /*
    索引排序二
    index[i]是array[i]中应该放置数据的下标
    */
    void IndexSort2(int array[], int n)
    {
    	if (array && n > 1)
    	{
    		//创建索引数组
    		int *index = new int[n];
    		//初始化索引数组
    		int i, j;
    		for (i = 0; i < n; i++)
    			index[i] = i;
    		//类似于插入排序,在插入比较的过程中不断地修改index数组
    		for (i = 0; i < n; i++)
    		{
    			j = i;
    			while (j)
    			{
    				if (array[index[j]] < array[index[j - 1]])
    					swap(index[j], index[j - 1]);
    				else
    					break;
    				j--;
    			}
    		}
    		//打印索引数组
    		cout << "索引数组" << endl;
    		for (i = 0; i < n; i++)
    			cout << setw(4) << index[i];
    		cout << endl;
    		//元素重排
    		int temp, k;
    		for (i = 0; i < n; i++)
    		{
    			j = i;
    			temp = array[i];
    			while (index[j] != i)
    			{
    				k = index[j];
    				array[j] = array[k];
    				index[j] = j;
    				j = k;
    			}
    			array[j] = temp;
    			index[j] = j;
    		}
    		//释放空间
    		delete[]index;
    	}
    }
    
    //打印
    void print(int array[], int n)
    {
    	if(array && n>0)
    	{
    		int i;
    		for (i = 0; i < n; i++)
    			cout << setw(4) << array[i];
    		cout << endl;
    	}
    }
    int main()
    {
    	cout << "***索引排序***by David***\n";
    	int array[] = {17, 19, 23, 21, 38, 5, 33, 22};
    	int n = sizeof(array) / sizeof(array[0]);
    	cout << "原序列\n";
    	print(array, n);
    	cout << "索引排序二" << endl;
    	IndexSort2(array, n);
    	cout << "排序后" << endl;
    	print(array, n);
    	system("pause");
    	return 0;
    }

    元素重排算法的详细解释

    /*
    元素重排
    看似两重循环,则实际上的时间复杂度是线性的:O(n)
    一般情况下,经过一次while循环,将有多个元素归位
    */
    int temp, k;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
    	/*
    	加了这个判断后,while循环的后两条语句的执行得到优化
    	:当元素已在正确的位置,则不需回填
    	*/
          if (index[i] != i)
    	{
    		//以下的做法类似于“挖坑填数”
    		j = i;
    		temp = array[i];
    		while (index[j] != i)
    		{
    			k = index[j];
    			//元素归位
    			array[j] = array[k];
    			//索引归位
    			index[j] = j;
    			//新的坑
    			j = k;
    		}
    		//元素归位
    		array[j] = temp;
    		//索引归位
    		index[j] = j;
    	}
    }

    运行


        

    转载请注明出处,本文地址:http://blog.csdn.net/zhangxiangdavaid/article/details/37889669


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    专栏目录:


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  • 排序专题之索引排序

    千次阅读 2018-04-08 15:15:06
    索引排序 和基数排序的 链式法有点相似,下面来看一下一种索引排序方法索引数组s[i]存放的是a[i]数组的原先应该在的数组位置,相当于 a[i]=a[s[i]];下列演示一个该内容的算法:从0---n-1开始遍历,如果索引值和当前...

    索引排序 和基数排序的 链式法有点相似,

    下面来看一下一种索引排序方法


    索引数组s[i]存放的是a[i]数组的原先应该在的数组位置,
    相当于 a[i]=a[s[i]];
    下列演示一个该内容的算法:
    从0---n-1开始遍历,如果索引值和当前位置不符合,
    就顺着索引链进行循环调整,直到找到等于当前下标值的索引位置为止。
    每一轮循环所涉及的记录都调整到位,其索引下标都改为所在位置的小比,

    即满足“索引值等于下标值”,因此不会参与其他的循环调整。

    void indexsort(record s[],int a[],int n) //先把数字序列转化成索引下标                                   
    {                                       //然后再按照索引数组的值进行排序,  
                                        //得到的是排序后的索引的数组值   
        int i,j;  
        for(i=0;i<n;i++) s[i]=i;//初始化索引下标  
        for(i=1;i<n;i++)  
        for(j=i;j>0;j--)  
        {  
            if(s[a[j]]<s[a[j-1]])  
            swap(s,j,j-1);  
            else break;  
        }   
        suoyin(s,a,n);  
    }   
      
      
    void adjust(record a[],int suoyin[],int n) //根据索引数组的值回归原数组的值   
    {   
        record temp;  
        int i,j;  
        for(i=0;i<n;i++) //进行n-1次处理   
        {  
            j=i;        //循环链中的当前元素   
            tt=a[i];    //存下当前目标数组的值   
            while(suoyin[j]!=i) //当索引的序列和目标的值未对上的时候   
            {  
                int k=suoyin[j]; //把索引值赋给临时k   
                a[j]=a[k];  //把数组k的值给j数组   
                suoyin[j]=j; //索引j的下标为j   
                j=k;  //把索引值给k  进行下一次的比较   
            }  
            a[j]=tt;  //最后把原先目标的值给最后一个j   
            suoyin[j]=j; //索引值改为j   
        }  
    }  
    整个调整过程的代价是O(n),空间代价是O(1)
    展开全文
  • Order By文件排序和索引排序

    千次阅读 2017-07-30 17:39:24
    在MySQL中的ORDER BY有两种排序实现方式: 1、利用有序索引获取有序数据 2、文件排序 在使用explain分析查询的时候,利用有序索引获取有序数据显示Using index。而文件排序显示Using filesort。 1.利用有序...

    MySQL中的ORDER BY有两种排序实现方式:

    1、利用有序索引获取有序数据

    2、文件排序

    在使用explain分析查询的时候利用有序索引获取有序数据显示Using index而文件排序显示Using filesort。


    1.利用有序索引获取有序数据

              取出满足过滤条件作为排序条件的字段,以及可以直接定位到行数据的行指针信息,在 Sort Buffer 中进行实际的排序操作,然后利用排好序的数据根据行指针信息返回表中取得客户端请求的其他字段的数据,再返回给客户端.

             注意:mysql在查询时最多只能使用一个索引。因此,如果WHERE条件已经占用了索引,那么在排序中就不使用索引了。


    按照索引对结果进行排序:order by 使用索引是有条件:


    1)  返回选择的字段,即只包括在有选择的此列上(select后面的字段),不一定适应*的情况):

    1. CREATE TABLE `test` (  
    2.   `id` int(11) NOT NULLAUTO_INCREMENT,  
    3.   `rdate` datetime NOT NULL,  
    4.   `inventid` int(11) NOT NULL,  
    5.   `customerid` int(11) NOT NULL,  
    6.   `staffid` int(11) NOT NULL,  
    7.   `data` varchar(20) NOT NULL,  
    8.   PRIMARY KEY (`id`),  
    9.   UNIQUE KEY `rdate`(`rdate`,`inventid`,`customerid`),  
    10.   KEY `inventid` (`inventid`),  
    11.   KEY `customerid` (`customerid`),  
    12.   KEY `staffid` (`staffid`)  
    13. ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=27 DEFAULT CHARSET=latin1  

    如:

    1. mysql>   
    2. explain select inventid from test where rdate='2011-12-1400:00:00' order by  inventid , customerid;  

    +----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------------+

    | id | select_type | table | type | possible_keys |key    | key_len |ref      | rows |Extra                    |

    +----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------------+

    |  1 |  SIMPLE      | test    |ref   |        rdate          |rdate  |      8     |const |   10   | Using where; Using index |

    +----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------------+

    1 row in set (0.00 sec)

    Select选择的列使用索引,而下面不使用索引:

    mysql> explain select * from test where rdate='2011-12-14 00:00:00'order by  inventid , customerid ;

    +----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-----------------------------+

    | id | select_type | table | type | possible_keys | key     | key_len|ref     | rows | Extra                       |

    +----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-----------------------------+

    |  1 | SIMPLE      | test   | ALL  | rdate               | NULL  | NULL    |NULL |  13   |Using where;Using filesort|

    +----+-------------+-------+------+---------------+------+---------+------+------+-----------------------------+


    2)  只有当ORDER BY中所有的列必须包含在相同的索引,并且索引的顺序和order by子句中的顺序完全一致,并且所有列的排序方向(升序或者降序)一样才有,(混合使用ASC模式和DESC模式则不使用索引)

    1. mysql>   
    2. xplain select inventid from test order byrdate, inventid ;  

    +----+-------------+-------+-------+---------------+-------+---------+------+------+-------------+

    | id | select_type | table | type  | possible_keys | key   | key_len | ref  | rows | Extra       |

    +----+-------------+-------+-------+---------------+-------+---------+------+------+-------------+

    |  1 | SIMPLE      | test  | index | NULL          | rdate |16      | NULL |   13 |Using index|

    +----+-------------+-------+-------+---------------+-------+---------+------+------+-------------+

    1 row in set (0.00 sec)

    1. mysql>   
    2. explain select inventid from test where rdate="2011-12-16" order by  inventid ,staffid;  

    +----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------------

    | id | select_type | table | type | possible_keys |key   | key_len | ref   | rows | Extra                       |

    +----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------------

    |  1 | SIMPLE      | test | ref  | rdate         | rdate | 8       | const |    1 |Using where;Using filesort

    +----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------------

    1 row in set (0.00 sec)

    由于rdate, inventid使用了同一个索引。排序使用到了索引。这个也是满足了前缀索引。但是order  by  inventid ,staffid;就不是使用了索引,因为staffid和inventid不是同一个索引


    3)     where 语句与ORDER BY语句组合满足最左前缀:

    1. mysql>   
    2. explain select inventid from test whererdate="2011-12-16" order by  inventid ;  

    +----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------------+

    | id | select_type | table | type | possible_keys | key   | key_len | ref   | rows | Extra                    |

    +----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------------+

    |  1 | SIMPLE      | test | ref  | rdate         | rdate | 8       | const |    1 | Using where;Using index |

    +----+-------------+-------+------+---------------+-------+---------+-------+------+--------------------------+

    1 row in set (0.00 sec)


    4)     如果查询联接了多个表,只有在order by子句的所有列引用的是第一个表的列才可以。


    5)     在其他的情况下,mysql使用文件排序   例如:

    1)   where语句与order by语句,使用了不同的索引

    2)   where语句和order by同时使用1个索引,此时where已经做好排序了,order by将不会使用index排序也不会使用文件排序

    3)   检查的行数过多,且没有使用覆盖索引

    4)   ORDER BY中的列不包含在相同的索引,也就是使用了不同的索引

    5)   对索引列同时使用了ASC和DESC

    6)   where语句或者ORDER BY语句中索引列使用了表达式,包括函数表达式

    7)   where 语句与ORDER BY语句组合满足最左前缀,但where语句中使用了条件查询。查见第10句,虽然where与order by构成了索引最左有缀的条件,但是where子句中使用的是条件查询

    mysql> explain select inventid from test where  rdate>"2011-12-16" order by  inventid;

    +----+-------------+-------+-------+---------------+-------+---------+------+------+----------------

    | id | select_type | table | type  | possible_keys | key   | key_len | ref  | rows | Extra                                    

    +----+-------------+-------+-------+---------------+-------+---------+------+------+----------------

    |  1 |SIMPLE      | test  | range | rdate         | rdate | 8       | NULL |    1 | Using where; Using index;Usingfilesort |

    +----+-------------+-------+-------+---------------+-------+---------+------+------+----------------

    1 row in set (0.00sec)

            8)   当使用left join,使用右边的表字段排序


    2.文件排序

           这个 filesort 并不是说通过磁盘文件进行排序,而只是告诉我们进行了一个排序操作。即在MySQL Query Optimizer 所给出的执行计划(通过 EXPLAIN 命令查看)中被称为文件排序(filesort)

          文件排序是通过相应的排序算法,将取得的数据在内存中进行排序: MySQL需要将数据在内存中进行排序,所使用的内存区域也就是我们通过sort_buffer_size 系统变量所设置的排序区。这个排序区是每个Thread 独享的,所以说可能在同一时刻在MySQL 中可能存在多个 sort buffer 内存区域。

    在MySQL中filesort 的实现算法实际上是有两种:

    双路排序:是首先根据相应的条件取出相应的排序字段和可以直接定位行数据的行指针信息,然后在sort buffer 中进行排序。

    单路排序:是一次性取出满足条件行的所有字段,然后在sort buffer中进行排序。

    在MySQL4.1版本之前只有第一种排序算法双路排序,第二种算法是从MySQL4.1开始的改进算法,主要目的是为了减少第一次算法中需要两次访问表数据的 IO 操作,将两次变成了一次,但相应也会耗用更多的sortbuffer 空间。当然,MySQL4.1开始的以后所有版本同时也支持第一种算法,

    MySQL主要通过比较我们所设定的系统参数 max_length_for_sort_data的大小和Query 语句所取出的字段类型大小总和来判定需要使用哪一种排序算法。如果 max_length_for_sort_data更大,则使用第二种优化后的算法,反之使用第一种算法。所以如果希望 ORDER BY 操作的效率尽可能的高,一定要主义max_length_for_sort_data 参数的设置。曾经就有同事的数据库出现大量的排序等待,造成系统负载很高,而且响应时间变得很长,最后查出正是因为MySQL 使用了传统的第一种排序算法而导致,在加大了max_length_for_sort_data 参数值之后,系统负载马上得到了大的缓解,响应也快了很多。

    展开全文
  • MySQL 文件排序 &索引排序

    千次阅读 2015-03-24 13:50:45
    排序操作是非常消耗cpu的操作,当系统设置不当或query...在通过索引进行检索的过程中,就已经得到了有序的数据访问顺序,依次读取结果数据后就不需要进行排序操作,进而避免了此操作,提高了排序结果集的query性能。

    排序操作是非常消耗cpu的操作,当系统设置不当或query取出的字段过多时,还可以造成MySQL不得不放弃优化后的排序算法,而使用较为古老的需要两次IO的读取表数据的排序算法,使排序效率非常低下。

    利用索引进行排序操作,主要是利用了索引的有序性。在通过索引进行检索的过程中,就已经得到了有序的数据访问顺序,依次读取结果数据后就不需要进行排序操作,进而避免了此操作,提高了排序结果集的query性能。

    很简单,尽量使用索引排序,这就对了。

    做个实验,表结构如下

    mysql> show create table artist \G
    *************************** 1. row ***************************
           Table: artist
    Create Table: CREATE TABLE `artist` (
      `artist_id` int(10) unsigned NOT NULL,
      `type` enum('Band','Person','Unknown','Combination') NOT NULL,
      `name` varchar(255) NOT NULL,
      `gender` enum('Male','Female') DEFAULT NULL,
      `founded` year(4) DEFAULT NULL,
      `country_id` smallint(5) unsigned DEFAULT NULL,
      PRIMARY KEY (`artist_id`),
      UNIQUE KEY `name` (`name`)
    ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=latin1
    1 row in set (0.00 sec)

    使用文件排序:

    mysql> Explain select name, founded from artist where name like 'AUSTRALIA%' order by founded \G
    *************************** 1. row ***************************
               id: 1
      select_type: SIMPLE
            table: artist
             type: range
    possible_keys: name
              key: name
          key_len: 257
              ref: NULL
             rows: 22
            Extra: Using index condition; Using filesort
    1 row in set (0.00 sec)

    查看结果:

    mysql> show session status like '%sort%';
    +-------------------+-------+
    | Variable_name     | Value |
    +-------------------+-------+
    | Sort_merge_passes | 0     |
    | Sort_range        | 0     |
    | Sort_rows         | 0     |
    | Sort_scan         | 0     |
    +-------------------+-------+
    4 rows in set (0.00 sec)
    
    mysql> select name, founded from artist where name like 'AUSTRALIA%' order by founded \G
    ......
    22 rows in set (0.00 sec)
    
    mysql> show session status like '%sort%';
    +-------------------+-------+
    | Variable_name     | Value |
    +-------------------+-------+
    | Sort_merge_passes | 0     |
    | Sort_range        | 1     |
    | Sort_rows         | 22    |
    | Sort_scan         | 0     |
    +-------------------+-------+
    4 rows in set (0.00 sec)
    


    几个参数

    sort_merge_passes  由于sort buffer不够大,不得不将需要排序的数据进行分段,然后再通过sort merge的算法完成整个过程的merge总次数,一般整个参数用来参考sort buffer size 是否足够。

    sort range session/global级别(单位:次) 通过range scan完成的排序总次数。

    sort rows   session/global 级别(单位:row) 排序的总行数。

    sort scan   通过扫描表完成的排序总次数。


    索引排序,其中extra中的filesort不见了

    mysql> Explain select name, founded from artist where name like 'AUSTRALIA%' order by name \G
    *************************** 1. row ***************************
               id: 1
      select_type: SIMPLE
            table: artist
             type: range
    possible_keys: name
              key: name
          key_len: 257
              ref: NULL
             rows: 22
            Extra: Using index condition
    1 row in set (0.00 sec)


    结果:

    mysql> show session status like '%sort%';
    +-------------------+-------+
    | Variable_name     | Value |
    +-------------------+-------+
    | Sort_merge_passes | 0     |
    | Sort_range        | 0     |
    | Sort_rows         | 0     |
    | Sort_scan         | 0     |
    +-------------------+-------+
    4 rows in set (0.00 sec)
    
    mysql> select name, founded from artist where name like 'AUSTRALIA%' order by name \G
    ......
    22 rows in set (0.00 sec)
    
    mysql> show session status like '%sort%';
    +-------------------+-------+
    | Variable_name     | Value |
    +-------------------+-------+
    | Sort_merge_passes | 0     |
    | Sort_range        | 0     |
    | Sort_rows         | 0     |
    | Sort_scan         | 0     |
    +-------------------+-------+
    4 rows in set (0.00 sec)

    这次所有的参数都没有改变,这就是索引排序的力量,呵呵。









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空空如也

空空如也

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属于多索引排序的排序方法