排序以外部排序

有時，待排序的文件很大，計算機內存不能容納整個文件，這時候對文件就不能使用內部排序了（這裏作一下說明，其實全部的排序都是在內存中作的，這裏說的內部排序是指待排序的內容在內存中就能夠完成，而外部排序是指待排序的內容不能在內存中一會兒完成，它須要作內外存的內容交換），外部排序常採用的排序方法也是歸併排序，這種歸併方法由兩個不一樣的階段組成：

一、採用適當的內部排序方法對輸入文件的每一個片斷進行排序，將排好序的片斷（成爲歸併段）寫到外部存儲器中（一般由一個可用的磁盤做爲臨時緩衝區），這樣臨時緩衝區中的每一個歸併段的內容是有序的。

二、利用歸併算法，歸併第一階段生成的歸併段，直到只剩下一個歸併段爲止。

例如要對外存中4500個記錄進行歸併，而內存大小隻能容納750個記錄，在第一階段，咱們能夠每次讀取750個記錄進行排序，這樣能夠分六次讀取，進行排序，能夠獲得六個有序的歸併段，以下圖：

每一個歸併段的大小是750個記錄，記住，這些歸併段已經所有寫到臨時緩衝區（由一個可用的磁盤充當）內了，這是第一步的排序結果。

完成第二步該怎麼作呢？這時候歸併算法就有用處了，算法描述以下：

一、將內存空間劃分爲三份，每份大小250個記錄，其中兩個用做輸入緩衝區，另一個用做輸出緩衝區。首先對Segment_1和Segment_2進行歸併，先從每一個歸併段中讀取250個記錄到輸入緩衝區，對其歸併，歸併結果放到輸出緩衝區，當輸出緩衝區滿後，將其寫道臨時緩衝區內，若是某個輸入緩衝區空了，則從相應的歸併段中再讀取250個記錄進行繼續歸併，反覆以上步驟，直至Segment_1和Segment_2全都排好序，造成一個大小爲1500的記錄，而後對Segment_3和Segment_四、Segment_5和Segment_6進行一樣的操做。

二、對歸併好的大小爲1500的記錄進行如同步驟1同樣的操做，進行繼續排序，直至最後造成大小爲4500的歸併段，至此，排序結束。

能夠用一個圖示表示上述算法的歸併效果：

以上對外部排序如何使用歸併算法進行排序進行了簡要總結，提升外部排序須要考慮如下問題：

一、如何減小排序所需的歸併趟數。

二、若是高效利用程序緩衝區，使得輸入、輸出和CPU運行儘量地重疊。

三、如何生成初始歸併段（Segment）和如何對歸併段進行歸併。