Пузырьковая сортировка — реализация на C/C++

Раз пошло такое дело и я опубликовал свою реализацию быстрой сортировки, с которой вы можете ознакомиться, то как можно обойти стороной самую популярную сортировку? Вообще, спроси у любого студента: «Какую сортировку ты знаешь?», и получишь ответ: «Пузырьком!». Нельзя просто взять и пройти мимо этого факта, мой святой долг стать одним из тысячи человек, которые опубликуют реализацию сортировки пузырьком. Поэтому усаживайтесь поудобнее, мы начинаем!

Суть пузырьковой сортировки

Алгоритм представляет собой проходы по сортируемому массиву, в которых сравниваются два соседних элемента, и, если порядок в них нарушен, то они меняются местами. За каждый проход минимум один элемент встает на свое место — «всплывает» в массиве.

Проход осуществляется двумя циклами: по i и по j. Внешний цикл по i идет от 0 до size-1, где size — размер массива. Важно заметить, что внутренний цикл достаточно прогнать от 0 до size-i-1 так как на i-ом шаге элементы после i-го индекса уже гарантированно отсортированы.

читать далее «Пузырьковая сортировка — реализация на C/C++»

Реализация простого и быстрого возведения в степень на C/C++

Привет всем. Продолжаю потихоньку публиковать свои реализации известных всем и очень популярных алгоритмов, например, уже успел реализовать супер сложную быструю сортировку. На этот раз отклонюсь чуть ближе к математике и рассмотрю алгоритм быстрого возведения в степень, который часто(или даже скорее всегда) используется в стандартных библиотечных функциях возведениях.

Но прежде, чем начать, почему бы не реализовать обычное возведение? Правильно, нет причин себе в этом отказывать, поехали!

Функция возведения числа в степень

Методом «в лоб», пробежимся в цикле и перемножим число само на себя сколько нужно раз. Работает за O(deg) где deg степень.

читать далее «Реализация простого и быстрого возведения в степень на C/C++»

Реализация быстрой сортировки на C/C++

До текущего момента единственной публикацией о сортировке в моем блоге была статья про реализацию топологической сортировки вершин графа. Пора это исправлять! Строить грандиозных планов о покорении всех видов сортировки я не стану, а начну с одной из самых популярных — быстрая сортировка.

Я буду далеко не первым и не последним, кто скажет, что «быстрая» она только в названии и сейчас существует куча аналогов, и вообще для каждого типа данных нужна своя сортировка. Да, это все правда, но эта правда не отменяет простого факта, что собственноручная реализация быстрой сортировки оттачивает навыки программирования в общем, и она всегда будет в университетских курсах, я в этом уверен. Из этих же соображений был выбран язык программирования для реализации, ибо тут же можно попрактиковаться в использовании указателей в C/C++.

Предлагаю перейти к делу и для начала кратко рассмотреть суть алгоритма.

читать далее «Реализация быстрой сортировки на C/C++»

Параллельное умножение матриц с помощью OpenMP

Доброго времени суток всем. Недавно я опубликовал коротенькую инструкцию по настройке OpenMP в CLion, а сейчас пришло время для реализаций параллельных алгоритмов. Первым на очереди стоит простенький алгоритм перемножения матриц, он очень хорошо подходит для распараллеливания, потому что состоит из трех вложенных циклов.

Вряд ли кто-нибудь сможет лучше описать алгоритм умножения матриц, чем статья на википедии. Поэтому прикрепляю скриншот и сразу перехожу к реализации.

Алгоритм умножения матриц

Реализация алгоритма умножения матриц на C/C++

Пусть матрица хранится в двумерном массиве int **matrix, и доступ к элементам осуществляется двойным индексом matrix[i][j]. Для начала произведем простенькую проверку на то, что матрицы согласованы, после этого можно выделить память и выполнить умножение по формуле.

читать далее «Параллельное умножение матриц с помощью OpenMP»

Настройка OpenMP в CLion и пример программы

Доброго времени суток! Продолжаем рассматривать варианты параллельного исполнения программ. Я уже рассказывал про библиотеку MPI, которая позволяет создавать несколько параллельно исполняемых процессов в системе. Рассказал о базовой установке MPI, интеграции его в CLion и даже поделился своей реализацией алгоритма Флойда-Уоршелла.

Но это все о процессах, каждый из них имеет свой стек, свою область памяти, свое процессорное время, а из этого следует, что обмениваться данными они могут только с помощью функций пересылок(по сети или иным способом).

А в этой статье я расскажу о потоках(Threads). Потоки создаются внутри процесса, они имеют доступ к стеку своего процесса, могут читать и писать в область памяти процесса. Благодаря этому увеличивается эффективность параллельных алгоритмов, уменьшаются затраты ресурсов на пересылку данных. Кроме того, упрощается программирование алгоритмов, проще следить за синхронизацией данных и прочее.

Что такое OpenMP

Признанным открытым стандартном параллельного программирования на языках C/C++ и Fortran является OpenMP. Он включает в себя множество директив препроцессора, библиотечных функций и переменных окружения для реализации многопоточных программ. Более подробную информацию вы сможете найти на вики и прочих источниках, а я перейду непосредственно к настройке.

читать далее «Настройка OpenMP в CLion и пример программы»