提问者:小点点

使用Quicksort和中位数实现的堆栈溢出错误


首先,我要声明这是一个家庭作业问题,我已经做了大量的尝试。

我被要求在Java修改快速排序,使用公式i*(n-1) /8将透视设置为数组中9个值的psuedo中位数

我编写了一个computeMedian方法,它接受3个整数,确定最高值,然后返回该值。

代码:

public static int computeMedian(int x, int y, int z)
    {
        if((x >= y && x <= z) || (x >= z && x <= y)) {return x;}
        else if((y >= x && y <= z) || (y >= z && y <= x)) {return y;}
        else if((z >= x && z <= y) || (z >= y && z <= x)) {return z;}
        else { return 0; }
    }

然后我在我的findPivot方法中使用它,该方法获取当前的数组、from、to值并使用它们来构造一个透视

这是该代码:

public static int findPivot(int[] a, int from, int to)
    {
        if(a.length <= 7)
        {
            return a[(to)/2];
        }
        else if(a.length > 7 && a.length <= 40)
        {
            return computeMedian(a[from], a[(to)/2] , a[to]);
        }
        else
        {
            int x = computeMedian(a[0 * (to) / 8], a[1 * (to) / 8], a[2 * (to) / 8]);
            int y = computeMedian(a[3 * (to) / 8], a[4 * (to) / 8], a[5 * (to) / 8]);
            int z = computeMedian(a[6 * (to) / 8], a[7 * (to) / 8], a[8 * (to) / 8]);
            return computeMedian(x,y,z);
        }
    }

这个方法可以很好地对任何小于或等于40的数组进行排序,但是一旦它大于40,我就会收到一个堆栈溢出错误,导致我在else{}部分中的computeMedian方法。我会注意到返回computeMedian(a[from],a[(to)/2],a[to]);

目前,这就是我将findPivot插入快速排序分区方法的方式:

private static int modPartition(int[] a, int from, int to)
    {
        int pivot = findPivot(a, from, to);
        int i = from - 1;
        int j = to + 1;
        while(i < j)
        {
            i++; while (a[i] < pivot) { i++; }
            j--; while (a[j] > pivot) { j--; }
            if (i < j) { swap(a, i, j); }
        }
        return j;
    }

我非常困惑为什么我的computeMedian方法无法在更大的数据集上工作。我尝试过通过for循环将i*(n-1)/8值放入数组中,对它们进行排序并返回中间的值,以及将值放入数组p并调用computeMedian(computeMedian(p[0], p[1],p[2]),computeMedian(p[3],p[4],p[5]),……等等,我遇到了相同的堆栈溢出问题,但它往往会移动到我代码的不同部分并引导我绕圈。

如果有人需要,我可以发布更多的片段,但我认为我的问题可能就在这里。

谢谢你的帮助。我还在学习,我认为掌握这一点将完全帮助我在未来独自解决问题。

以下是堆栈跟踪中的问题行:第16行:int p=modDeftion(a, from,to);第18行modSort(a,p 1,to);第23行int pivot=findPivot(a,from,to);

这也是我的整个modSort方法:

public static void modSort(int[]a, int from, int to)
    {
        if(from >= to) { return; }
        int p = modPartition(a, from, to);
        modSort(a, from, p);
        modSort(a, p+1, to);
    }

共2个答案

匿名用户

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添加代码以重现错误…

private static void swap(int[] a, int i, int j) {
    int tmp = a[i];
    a[i] = a[j];
    a[j] = tmp;
}

public static void main(String[] args) {
    // Generate a sample
//      ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(64);
//      for (int i = 0; i < 64; i++) list.add(i);
//      Collections.shuffle(list);
//      System.out.println(list);
    int[] arr = {40, 9, 2, 62, 8, 42, 46, 23, 61, 45, 63, 48, 43, 36, 33, 32, 1, 55, 7, 17, 16, 25, 5, 26, 22, 11, 56, 38, 60, 31, 58, 29, 51, 34, 24, 54, 4, 3, 30, 20, 57, 18, 50, 44, 41, 12, 59, 6, 53, 39, 37, 35, 28, 13, 14, 15, 0, 19, 49, 52, 21, 27, 47, 10};

    modSort(arr, 0, arr.length-1);

    System.out.println(Arrays.toString(arr));
}

调试。为StackOverFlowError设置断点(如注释中建议的)不起作用。所以我在行(modSort的开头)使用常规断点。

对于这个示例,数据开始在modSort上进行无限递归,其中from=3; to=5。对于该范围,支点p=2,这似乎不正常。

我责怪findPivot(a, from,to)方法。看起来很适合为整个a找到枢轴,但不适合范围。尝试此更正:

public static int findPivot(int[] a, int from, int to) {
    final int rangeLength = to - from + 1;
    if(rangeLength <= 7) {
        return a[(from + to)/2];
    } else if(rangeLength  <= 40) { // why test "a.length > 7" ?
        return computeMedian(a[from], a[(from + to)/2] , a[to]);
    } else {
        final int rangeLength_8 = (to - from) / 8;
        int x = computeMedian(a[from], a[from + rangeLength_8], a[from + 2 * rangeLength_8]);
        int y = computeMedian(a[from + 3 * rangeLength_8], a[from + 4 * rangeLength_8], a[from + 5 * rangeLength_8]);
        int z = computeMedian(a[from + 6 * rangeLength_8], a[from + 7 * rangeLength_8], a[to]);
        return computeMedian(x,y,z);
    }
}

然后它对我的例子来说工作得很好。我在这一点上停止了它(必须睡一会儿)。

我认为你应该试着熟悉调试器。我认为你应该更容易弄清楚。

匿名用户

现在您已经实际包含了堆栈溢出问题的代码和错误消息,我们可以为您提供帮助。

从您的堆栈跟踪中,我们可以看到无限递归很可能是对modSort的第二次调用,因为重复了第18行。

由于该调用和传入参数之间的唯一区别是第2个参数,因此我打赌p小于from

确认这一点的最佳方法是插入一个好的老式print语句。

public static void modSort(int[]a, int from, int to)
{
    if(from >= to) { return; }
    int p = modPartition(a, from, to);
    System.out.println("from=" + from + ", to=" + to + ", p=" + p);
    modSort(a, from, p);
    modSort(a, p+1, to);
}

结果输出应该显示出非常清晰的错误模式。