Карпич Иван. Технология TBB. Поразрядная сортировка для целых чисел с четно-нечетным слиянием Бэтчера. Вариант 18

[hargussss]

Описание

• Задача: Поразрядная сортировка для целых чисел с четно-нечетным слиянием Бэтчера
• Вариант: 18
• Технология: TBB

Описание алгоритма

Алгоритм реализует параллельную сортировку массива целых чисел с использованием поразрядной сортировки (LSD radix sort) на двух половинах массива + odd-even mergesort (сеть Бэтчера) для финального слияния отсортированных частей.

Как работает реализация:

1. Генерация тестовых данных
   На этапе предобработки создаётся массив data_ размера n (входное значение задачи), заполненный псевдослучайными числами из диапазона [-1000, 1000].

2. Дополнение до степени двойки
   Массив дополняется справа значениями максимального элемента до ближайшей степени двойки padded, чтобы корректно работала сеть Бэтчера для двух половин одинакового размера.

3. Параллельная локальная сортировка двух половин
   Массив делится на левую и правую половины (по padded / 2 элементов). Каждая половина сортируется независимо с помощью LSD radix sort для знаковых целых: числа разделяются на отрицательные и положительные, отрицательные инвертируются и сортируются поразрядно (по байтам), затем результат собирается в порядке «отсортированные отрицательные по убыванию + отсортированные неотрицательные». Параллелизм обеспечивается вызовом tbb::parallel_invoke для двух половин.

4. Финальное слияние с помощью сети Бэтчера (odd-even mergesort)
   После локальной сортировки половин выполняется объединение по сети Бэтчера, построенной функцией BuildMergeNetwork(lo, hi) для диапазона [0, padded − 1]. Сеть задаётся уровнями пар индексов (компараторов). Для каждого уровня выполняется tbb::parallel_for по всем парам уровня: для каждой пары индексов (a, b) выполняется сравнение и при необходимости обмен элементов (if (arr[a] > arr[b]) std::swap(arr[a], arr[b])). Последовательность уровней гарантирует полную сортировку всего массива.

5. Завершение и проверка
   После всех этапов дополнение обрезается, массив возвращается к исходной длине n.
   В постобработке проверяется корректность результата поэлементным сравнением соседних элементов (массив должен быть неубывающим).

---

Чеклист

• Статус CI: Все CI-задачи (сборка, тесты, генерация отчёта) успешно проходят на моей ветке в моем форке
• Директория и именование задачи: Я создал директорию с именем karpich_i_bitwise_batcher_tbb
• Полное описание задачи: Я предоставил полное описание задачи в теле pull request
• clang-format: Мои изменения успешно проходят clang-format локально в моем форке (нет ошибок форматирования)
• clang-tidy: Мои изменения успешно проходят clang-tidy локально в моем форке (нет предупреждений/ошибок)
• Функциональные тесты: Все функциональные тесты успешно проходят локально на моей машине
• Тесты производительности: Все тесты производительности успешно проходят локально на моей машине
• Ветка: Я работаю в ветке, названной точно так же, как директория моей задачи (karpich_i_bitwise_batcher_tbb), а не в master
• Правдивое содержание: Я подтверждаю, что все сведения, указанные в этом pull request, являются точными и достоверными

[codecov-commenter]

Codecov Report

❌ Patch coverage is 95.23810% with 4 lines in your changes missing coverage. Please review.
✅ Project coverage is 79.28%. Comparing base (97dd371) to head (32ce7c9).

Files with missing lines	Patch %	Lines
...asks/karpich_i_bitwise_batcher/tbb/src/ops_tbb.cpp	95.23%	0 Missing and 4 partials ⚠️

Additional details and impacted files

@@            Coverage Diff             @@
##           master     #371      +/-   ##
==========================================
+ Coverage   79.16%   79.28%   +0.12%     
==========================================
  Files         267      268       +1     
  Lines        9325     9409      +84     
  Branches     3963     4006      +43     
==========================================
+ Hits         7382     7460      +78     
- Misses       1374     1375       +1     
- Partials      569      574       +5     

☔ View full report in Codecov by Sentry.
📢 Have feedback on the report? Share it here.

🚀 New features to boost your workflow:

• ❄️ Test Analytics: Detect flaky tests, report on failures, and find test suite problems.