为什么3种算法的平均时间为负？

Question

我必须使用大小为10000到50000且步长为10000的数组,为所有三种算法提供相同的输入,并且对于每个输入重复执行100次,以纳秒为单位测量执行(使用System.nanoTime()),并以毫秒为单位报告平均时间.这就是我在下面所做的,但有些平均值是负数,我不知道为什么？

import java.util.Arrays;

public class Sort{

   public static void main(String[]args){

      double[] arr5 = new double[50000];

      for(int i=0;i<arr5.length;i++)
         arr5[i] = Math.random();

      selectionSort(arr5,10000);
      bubbleSort(arr5,10000);
      quickSort(arr5,10000);

      selectionSort(arr5,20000);
      bubbleSort(arr5,20000);
      quickSort(arr5,20000);

      selectionSort(arr5,30000);
      bubbleSort(arr5,30000);
      quickSort(arr5,30000);

      selectionSort(arr5,40000);
      bubbleSort(arr5,40000);
      quickSort(arr5,40000);

      selectionSort(arr5,50000);
      bubbleSort(arr5,50000);
      quickSort(arr5,50000);
   }

   public static void selectionSort(double [] A,int n){
      int sum = 0;
      System.out.println("Algorithm 1");
      for(int s=0;s<100;s++){
         long arr[] = new long[100];

         long startTime = System.nanoTime();

         for(int i=0;i<n-1;i++){
            int min = i;
            for(int j=i+1;j<n;j++){
               if(A[j] < A[min])
                  min=j;}
            double tmp = A[i];
            A[i] = A[min];
            A[min]=tmp;}

         long endTime = System.nanoTime();

         arr[s] = endTime - startTime;
      //System.out.println(arr[s]);
         sum+=arr[s];
      }
      System.out.println("Average:" + ((sum/100)*Math.pow(10,-6)));

   }

   public static void bubbleSort(double A [],int n){
      int sum = 0;
      System.out.println("\nAlgorithm 2");
      for(int s=0;s<100;s++){
         long[] arr = new long[100];

         long startTime = System.nanoTime();

         for(int i=0;i<n-1;i++){
            for(int j=0;j<n-1-i;j++){
               if(A[j]<A[j+1]){
                  double tmp = A[j];
                  A[j] = A[j+1];
                  A[j+1] = tmp;}}}

         long endTime = System.nanoTime();

         arr[s] = endTime - startTime;
      //System.out.println(arr[s]);
         sum+=arr[s];
      }
      System.out.println("Average:" + ((sum/100)*Math.pow(10,-6)));

   }

//algorithm 3
   public static void quickSort(double A [],int n){
      int sum = 0;
      System.out.println("\nAlgorithm 3");
      long[] arr = new long[100];

      for(int i=0;i<100;i++){
         long startTime = System.nanoTime();

         Arrays.sort(A,0,n-1);

         long endTime = System.nanoTime();

         arr[i] = endTime - startTime;
      //System.out.println(arr[i]);
         sum+=arr[i];
      }
      System.out.println("Average:" + ((sum/100)*Math.pow(10,-6)));

   }

}

Answer 1

sum用于计算的变量是类型int.当你增加sum它时会因为endTime - startTime相当大的值而溢出.当溢出sum发生时,其值返回到最小值(为负)并继续再次增加.

修正:改变的类型sum来long.

另一个评论

您调用的数组arr似乎是冗余的,因为它们未在计算中使用,并且每个循环都会重置.

例如,在您的bubbleSort()方法中.你long[] arr = new long[100];在for循环中声明并初始化数组:for(int s=0;s<100;s++).

现在这个数组的唯一目的arr是存储endTime - startTime索引的结果,s然后用于增加sum(sum+=arr[s];).

如果这是它唯一的目的,为什么不sum += endTime - startTime完全删除阵列呢？

如果您没有INFACT打算跟踪该数组中所有的结果,那么你应该移到long[] arr = new long[100];外面的for循环for(int s=0;s<100;s++),因为目前它被重新声明,并在每次迭代初始化.

为了演示考虑这个复制你正在做什么的小例子bubbleSort()以及其他方法:

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    int[] arr = new int[5];
    arr[i] = (i + 1);
    System.out.println(Arrays.toString(arr));
}

输出是:

[1, 0, 0, 0, 0]
[0, 2, 0, 0, 0]
[0, 0, 3, 0, 0]
[0, 0, 0, 4, 0]
[0, 0, 0, 0, 5]

如果在循环之前声明了数组,那么行为会更有意义:

int[] arr = new int[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    arr[i] = (i + 1);
    System.out.println(Arrays.toString(arr));
}

在这种情况下,输出是:

[1, 0, 0, 0, 0]
[1, 2, 0, 0, 0]
[1, 2, 3, 0, 0]
[1, 2, 3, 4, 0]
[1, 2, 3, 4, 5]

将数组的内容打印arr到for循环中的控制台,你就会明白我的意思.