Planet
navi homePPSaboutscreenshotsdownloaddevelopmentforum

source: downloads/ogre_src_v1-9-0/OgreMain/include/OgreRadixSort.h

Last change on this file was 148, checked in by patricwi, 6 years ago

Added new dependencies for ogre1.9 and cegui0.8

File size: 9.5 KB
Line 
1/*
2-----------------------------------------------------------------------------
3This source file is part of OGRE
4    (Object-oriented Graphics Rendering Engine)
5For the latest info, see http://www.ogre3d.org/
6
7Copyright (c) 2000-2013 Torus Knot Software Ltd
8
9Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
10of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
11in the Software without restriction, including without limitation the rights
12to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
13copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
14furnished to do so, subject to the following conditions:
15
16The above copyright notice and this permission notice shall be included in
17all copies or substantial portions of the Software.
18
19THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
20IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
21FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
22AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
23LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
24OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
25THE SOFTWARE.
26-----------------------------------------------------------------------------
27*/
28#ifndef __RadixSort_H__
29#define __RadixSort_H__
30
31#include "OgrePrerequisites.h"
32
33namespace Ogre {
34
35        /** \addtogroup Core
36        *  @{
37        */
38        /** \addtogroup General
39        *  @{
40        */
41        /** Class for performing a radix sort (fast comparison-less sort based on
42                byte value) on various standard STL containers.
43        @remarks
44                A radix sort is a very fast sort algorithm. It doesn't use comparisons
45                and thus is able to break the theoretical minimum O(N*logN) complexity.
46                Radix sort is complexity O(k*N), where k is a constant. Note that radix
47                sorting is not in-place, it requires additional storage, so it trades
48                memory for speed. The overhead of copying means that it is only faster
49                for fairly large datasets, so you are advised to only use it for collections
50                of at least a few hundred items.
51        @par
52                This is a template class to allow it to deal with a variety of containers,
53                and a variety of value types to sort on. In addition to providing the
54                container and value type on construction, you also need to supply a
55                functor object which will retrieve the value to compare on for each item
56                in the list. For example, if you had an std::vector of by-value instances
57                of an object of class 'Bibble', and you wanted to sort on
58                Bibble::getDoobrie(), you'd have to firstly create a functor
59                like this:
60        @code
61                struct BibbleSortFunctor
62                {
63                        float operator()(const Bibble& val) const
64                        {
65                                return val.getDoobrie();
66                        }
67                }
68        @endcode
69                Then, you need to declare a RadixSort class which names the container type,
70                the value type in the container, and the type of the value you want to
71                sort by. You can then call the sort function. E.g.
72        @code
73                RadixSort<BibbleList, Bibble, float> radixSorter;
74                BibbleSortFunctor functor;
75
76                radixSorter.sort(myBibbleList, functor);
77        @endcode
78                You should try to reuse RadixSort instances, since repeated allocation of the
79                internal storage is then avoided.
80        @note
81                Radix sorting is often associated with just unsigned integer values. Our
82                implementation can handle both unsigned and signed integers, as well as
83                floats (which are often not supported by other radix sorters). doubles
84                are not supported; you will need to implement your functor object to convert
85                to float if you wish to use this sort routine.
86        */
87        template <class TContainer, class TContainerValueType, typename TCompValueType>
88        class RadixSort
89        {
90        public:
91                typedef typename TContainer::iterator ContainerIter;
92        protected:
93                /// Alpha-pass counters of values (histogram)
94                /// 4 of them so we can radix sort a maximum of a 32bit value
95                int mCounters[4][256];
96                /// Beta-pass offsets
97                int mOffsets[256];
98                /// Sort area size
99                int mSortSize;
100                /// Number of passes for this type
101                int mNumPasses;
102
103                struct SortEntry
104                {
105                        TCompValueType key;
106                        ContainerIter iter;
107                        SortEntry() {}
108                        SortEntry(TCompValueType k, ContainerIter it)
109                                : key(k), iter(it) {}
110
111                };
112                /// Temp sort storage
113                typedef std::vector<SortEntry, STLAllocator<SortEntry, GeneralAllocPolicy> > SortVector; 
114                SortVector mSortArea1;
115                SortVector mSortArea2;
116                SortVector* mSrc;
117                SortVector* mDest;
118                TContainer mTmpContainer; // initial copy
119
120
121                void sortPass(int byteIndex)
122                {
123                        // Calculate offsets
124                        // Basically this just leaves gaps for duplicate entries to fill
125                        mOffsets[0] = 0;
126                        for (int i = 1; i < 256; ++i)
127                        {
128                                mOffsets[i] = mOffsets[i-1] + mCounters[byteIndex][i-1];
129                        }
130
131                        // Sort pass
132                        for (int i = 0; i < mSortSize; ++i)
133                        {
134                                unsigned char byteVal = getByte(byteIndex, (*mSrc)[i].key);
135                                (*mDest)[mOffsets[byteVal]++] = (*mSrc)[i];
136                        }
137
138                }
139                template <typename T>
140                void finalPass(int byteIndex, T val)
141                {
142                        // default is to do normal pass
143                        sortPass(byteIndex);
144                }
145               
146                // special case signed int
147                void finalPass(int byteIndex, int val)
148                {
149                        int numNeg = 0;
150                        // all negative values are in entries 128+ in most significant byte
151                        for (int i = 128; i < 256; ++i)
152                        {
153                                numNeg += mCounters[byteIndex][i];
154                        }
155                        // Calculate offsets - positive ones start at the number of negatives
156                        // do positive numbers
157                        mOffsets[0] = numNeg;
158                        for (int i = 1; i < 128; ++i)
159                        {
160                                mOffsets[i] = mOffsets[i-1] + mCounters[byteIndex][i-1];
161                        }
162                        // Do negative numbers (must start at zero)
163                        // No need to invert ordering, already correct (-1 is highest number)
164                        mOffsets[128] = 0;
165                        for (int i = 129; i < 256; ++i)
166                        {
167                                mOffsets[i] = mOffsets[i-1] + mCounters[byteIndex][i-1];
168                        }
169
170                        // Sort pass
171                        for (int i = 0; i < mSortSize; ++i)
172                        {
173                                unsigned char byteVal = getByte(byteIndex, (*mSrc)[i].key);
174                                (*mDest)[mOffsets[byteVal]++] = (*mSrc)[i];
175                        }
176                }
177               
178
179                // special case float
180                void finalPass(int byteIndex, float val)
181                {
182                        // floats need to be special cased since negative numbers will come
183                        // after positives (high bit = sign) and will be in reverse order
184                        // (no ones-complement of the +ve value)
185                        int numNeg = 0;
186                        // all negative values are in entries 128+ in most significant byte
187                        for (int i = 128; i < 256; ++i)
188                        {
189                                numNeg += mCounters[byteIndex][i];
190                        }
191                        // Calculate offsets - positive ones start at the number of negatives
192                        // do positive numbers normally
193                        mOffsets[0] = numNeg;
194                        for (int i = 1; i < 128; ++i)
195                        {
196                                mOffsets[i] = mOffsets[i-1] + mCounters[byteIndex][i-1];
197                        }
198                        // Do negative numbers (must start at zero)
199                        // Also need to invert ordering
200                        // In order to preserve the stability of the sort (essential since
201                        // we rely on previous bytes already being sorted) we have to count
202                        // backwards in our offsets from
203                        mOffsets[255] = mCounters[byteIndex][255];
204                        for (int i = 254; i > 127; --i)
205                        {
206                                mOffsets[i] = mOffsets[i+1] + mCounters[byteIndex][i];
207                        }
208
209                        // Sort pass
210                        for (int i = 0; i < mSortSize; ++i)
211                        {
212                                unsigned char byteVal = getByte(byteIndex, (*mSrc)[i].key);
213                                if (byteVal > 127)
214                                {
215                                        // -ve; pre-decrement since offsets set to count
216                                        (*mDest)[--mOffsets[byteVal]] = (*mSrc)[i];
217                                }
218                                else
219                                {
220                                        // +ve
221                                        (*mDest)[mOffsets[byteVal]++] = (*mSrc)[i];
222                                }
223                        }
224                }
225
226                inline unsigned char getByte(int byteIndex, TCompValueType val)
227                {
228#if OGRE_ENDIAN == OGRE_ENDIAN_LITTLE
229                        return ((unsigned char*)(&val))[byteIndex];
230#else
231                        return ((unsigned char*)(&val))[mNumPasses - byteIndex - 1];
232#endif
233                }
234
235        public:
236
237                RadixSort() {}
238                ~RadixSort() {}
239
240                /** Main sort function
241                @param container A container of the type you declared when declaring
242                @param func A functor which returns the value for comparison when given
243                        a container value
244                */
245                template <class TFunction>
246                void sort(TContainer& container, TFunction func)
247                {
248                        if (container.empty())
249                                return;
250
251                        // Set up the sort areas
252                        mSortSize = static_cast<int>(container.size());
253                        mSortArea1.resize(container.size());
254                        mSortArea2.resize(container.size());
255
256                        // Copy data now (we need constant iterators for sorting)
257                        mTmpContainer = container;
258
259                        mNumPasses = sizeof(TCompValueType);
260
261                        // Counter pass
262                        // Initialise the counts
263                        int p;
264                        for (p = 0; p < mNumPasses; ++p)
265                                memset(mCounters[p], 0, sizeof(int) * 256);
266
267                        // Perform alpha pass to count
268                        ContainerIter i = mTmpContainer.begin();
269                        TCompValueType prevValue = func.operator()(*i); 
270                        bool needsSorting = false;
271                        for (int u = 0; i != mTmpContainer.end(); ++i, ++u)
272                        {
273                                // get sort value
274                                TCompValueType val = func.operator()(*i);
275                                // cheap check to see if needs sorting (temporal coherence)
276                                if (!needsSorting && val < prevValue)
277                                        needsSorting = true;
278
279                                // Create a sort entry
280                                mSortArea1[u].key = val;
281                                mSortArea1[u].iter = i;
282
283                                // increase counters
284                                for (p = 0; p < mNumPasses; ++p)
285                                {
286                                        unsigned char byteVal = getByte(p, val);
287                                        mCounters[p][byteVal]++;
288                                }
289
290                                prevValue = val;
291
292                        }
293
294                        // early exit if already sorted
295                        if (!needsSorting)
296                                return;
297
298
299                        // Sort passes
300                        mSrc = &mSortArea1;
301                        mDest = &mSortArea2;
302
303                        for (p = 0; p < mNumPasses - 1; ++p)
304                        {
305                                sortPass(p);
306                                // flip src/dst
307                                SortVector* tmp = mSrc;
308                                mSrc = mDest;
309                                mDest = tmp;
310                        }
311                        // Final pass may differ, make polymorphic
312                        finalPass(p, prevValue);
313
314                        // Copy everything back
315                        int c = 0;
316                        for (i = container.begin(); 
317                                i != container.end(); ++i, ++c)
318                        {
319                                *i = *((*mDest)[c].iter);
320                        }
321                }
322
323        };
324
325        /** @} */
326        /** @} */
327
328}
329#endif
330
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.