并行版本的基数排序在Java中未按预期工作。
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2024-12-18 13:32:35
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通常情况下,基数排序是一种有效且快速的排序算法,但在并行化时可能会出现问题。以下是一些可能会导致程序表现不同于预期的因素:

  1. 数据分布不均:在并行程序中,任务可能会被分配到不同的线程中,因此如果数据分布不均,则可能会导致线程之间的负载不平衡。这可能会导致某些线程表现不佳并最终降低整个程序的性能。

  2. 程序中存在竞态条件:当多个线程试图访问和修改共享数据时,可能会发生竞争条件,这可能会导致未定义的行为或结果。因此,在实现并行算法时,必须采取措施来防止竞争条件。

下面是一些可能有助于解决该问题的解决方案:

  1. 通过动态负载均衡来解决数据分布不均问题。一种方法是使用任务队列来动态分配任务。如果某些线程的任务已经完成,则可以从队列中获取其他任务以使所有线程都保持忙碌。

  2. 通过使用锁或其他同步原语来防止竞态条件。可以使用Java中的synchronized关键字或Atomic变量来实现互斥或原子操作。

以下是Java中基数排序的代码示例:

public static void parallelRadixSort(int[] arr) {
    final int NUM_BITS = 32;
    final int RADIX = 1 << 16;
    final int MASK = RADIX - 1;
    int[] count = new int[RADIX];
    int[] scratch = new int[arr.length];

    // Use two parallel nested loops to sort the array:
    // First outer loop sorts by the most significant bits
    // Second inner loop sorts by the least significant bits
    for (int shift = 0; shift < NUM_BITS; shift += 16) {
        Arrays.fill(count, 0);

        // Count the number of elements for each bin
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            int value = (arr[i] >> shift) & MASK;
            count[value]++;
        }

        // Compute the prefix sum for

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