Manual Quicksort

main-repo/app/Console/Commands/TestFHRSort.php

@@ -22,7 +22,7 @@ class TestFHRSort extends Command
 
         $array = [];
         for ($i = 0; $i < $count; $i++) {
-            $array[] = rand(0, $count);
+            $array[] = rand(-200000, $count);
         }
 
         $memoryBefore = memory_get_usage();
@@ -31,9 +31,9 @@ class TestFHRSort extends Command
         $this->comment('Before sorting:');
         $this->comment('Memory usage: ' . round($memoryBefore / 1024 / 1024, 2) . ' MB');
 
-        $this->info('Sorting the array using PHP\'s built-in sort()...');
+        $this->info('Sorting the array using manual Quicksort implementation...');
 
-        sort($array);
+        $this->quickSort($array, 0, count($array) - 1);
 
         $timeAfter = microtime(true);
         $memoryAfter = memory_get_usage();
@@ -51,20 +51,60 @@ class TestFHRSort extends Command
         $this->line(implode(', ', array_slice($array, -12)));
 
         $this->info('Sort test finished.');
+    }
 
-        $this->line('
+    /**
+     * Реализация алгоритма Быстрой сортировки (Quicksort) "на месте".
+     * @param array $arr Сортируемый массив (передается по ссылке).
+     * @param int $low Индекс начала подмассива.
+     * @param int $high Индекс конца подмассива.
+     */
+    private function quickSort(array &$arr, int $low, int $high): void
+    {
+        if ($low < $high) {
+            // pi - это индекс опорного элемента, arr[pi] теперь на своем месте.
+            $pi = $this->partition($arr, $low, $high);
 
-Для сортировки большого массива в PHP, особенно когда 
-важны и скорость, и потребление памяти, встроенная 
-функция `sort()` является лучшим выбором.
-Она реализована на C и использует алгоритм Quicksort, который 
-является одним из самых быстрых для среднего случая (O(n log n)).
-`sort()` выполняет сортировку "на месте" (in-place), что означает, 
-что она не требует выделения дополнительной памяти, пропорциональной 
-размеру массива, что делает ее очень эффективной по памяти.
+            // Рекурсивно сортируем элементы до и после опорного.
+            $this->quickSort($arr, $low, $pi - 1);
+            $this->quickSort($arr, $pi + 1, $high);
+        }
+    }
 
-Для большинства практических задач в PHP это оптимальное решение.
+    /**
+     * Вспомогательная функция для quickSort.
+     * Разделяет массив на две части относительно опорного элемента.
+     * @param array $arr
+     * @param int $low
+     * @param int $high
+     * @return int Индекс, на котором теперь стоит опорный элемент.
+     */
+    private function partition(array &$arr, int $low, int $high): int
+    {
+        // В качестве опорного элемента (pivot) берем последний элемент.
+        $pivot = $arr[$high];
+        
+        // i - индекс меньшего элемента.
+        $i = ($low - 1);
 
-');
+        for ($j = $low; $j <= $high - 1; $j++) {
+            // Если текущий элемент меньше или равен опорному.
+            if ($arr[$j] <= $pivot) {
+                $i++; // Увеличиваем индекс меньшего элемента.
+                
+                // Меняем местами arr[i] и arr[j].
+                $temp = $arr[$i];
+                $arr[$i] = $arr[$j];
+                $arr[$j] = $temp;
+            }
+        }
+        
+        // Ставим опорный элемент на его правильную позицию,
+        // меняя местами arr[i+1] и arr[high] (опорный элемент).
+        $temp = $arr[$i + 1];
+        $arr[$i + 1] = $arr[$high];
+        $arr[$high] = $temp;
+        
+        return ($i + 1);
     }
 }

main-repo/app/Console/Commands/TestFHRSort_v0.php

@@ -0,0 +1,70 @@
+<?php
+
+namespace App\Console\Commands;
+
+use Illuminate\Console\Attributes\Description;
+use Illuminate\Console\Attributes\Signature;
+use Illuminate\Console\Command;
+
+#[Signature('app:test-fhr-sort-v0')]
+#[Description('Написать сортировку для массива числовых данных от 200 тысяч элементов (v0)')]
+class TestFHRSort_v0 extends Command
+{
+    /**
+     * Execute the console command.
+     */
+    public function handle()
+    {
+        $this->info('Starting the sort test...');
+
+        $count = 200000;
+        $this->comment("Generating an array of $count random numbers...");
+
+        $array = [];
+        for ($i = 0; $i < $count; $i++) {
+            $array[] = rand(0, $count);
+        }
+
+        $memoryBefore = memory_get_usage();
+        $timeBefore = microtime(true);
+
+        $this->comment('Before sorting:');
+        $this->comment('Memory usage: ' . round($memoryBefore / 1024 / 1024, 2) . ' MB');
+
+        $this->info('Sorting the array using PHP\'s built-in sort()...');
+
+        sort($array);
+
+        $timeAfter = microtime(true);
+        $memoryAfter = memory_get_usage();
+
+        $this->comment('After sorting:');
+        $this->comment('Memory usage: ' . round($memoryAfter / 1024 / 1024, 2) . ' MB');
+        $this->comment('Memory increase: ' . round(($memoryAfter - $memoryBefore) / 1024, 2) . ' KB');
+        $this->comment('Time taken: ' . round($timeAfter - $timeBefore, 4) . ' seconds');
+
+        $this->line('');
+        $this->info('First 12 elements:');
+        $this->line(implode(', ', array_slice($array, 0, 12)));
+
+        $this->info('Last 12 elements:');
+        $this->line(implode(', ', array_slice($array, -12)));
+
+        $this->info('Sort test finished.');
+
+        $this->line('
+
+Для сортировки большого массива в PHP, особенно когда 
+важны и скорость, и потребление памяти, встроенная 
+функция `sort()` является лучшим выбором.
+Она реализована на C и использует алгоритм Quicksort, который 
+является одним из самых быстрых для среднего случая (O(n log n)).
+`sort()` выполняет сортировку "на месте" (in-place), что означает, 
+что она не требует выделения дополнительной памяти, пропорциональной 
+размеру массива, что делает ее очень эффективной по памяти.
+
+Для большинства практических задач в PHP это оптимальное решение.
+
+');
+    }
+}