java排序怎样实现外部排序

外部排序是一种对大量数据进行排序的方法，当数据量超过内存容量时，可以使用外部排序。外部排序的基本思想是将数据分成多个小块，对每个小块进行排序，然后将这些小块合并成一个有序的大文件。这里是一个简单的外部排序算法实现：

1. 首先，将大量数据分成多个小块，每个小块的大小应该小于等于内存容量。
2. 对每个小块进行内部排序（例如，使用快速排序、归并排序等）。
3. 将排序后的小块写入到磁盘上的临时文件中。
4. 使用归并排序的思想，将所有排序后的小块合并成一个有序的大文件。

下面是一个简单的Java实现：

import java.io.*;
import java.util.Arrays;

public class ExternalSort {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 假设有一个包含大量整数的文件 input.txt
        File inputFile = new File("input.txt");
        // 输出文件名
        File outputFile = new File("output.txt");

        // 外部排序
        externalSort(inputFile, outputFile);
    }

    public static void externalSort(File inputFile, File outputFile) throws IOException {
        // 1. 读取输入文件，将其分割成多个小块
        List<File> chunkFiles = splitInputFile(inputFile);

        // 2. 对每个小块进行内部排序，并将排序后的小块写入到磁盘上的临时文件中
        List<File> sortedChunkFiles = sortChunks(chunkFiles);

        // 3. 使用归并排序的思想，将所有排序后的小块合并成一个有序的大文件
        mergeSortedChunks(sortedChunkFiles, outputFile);
    }

    private static List<File> splitInputFile(File inputFile) throws IOException {
        List<File> chunkFiles = new ArrayList<>();
        try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(inputFile))) {
            List<String> lines = new ArrayList<>();
            String line;
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                lines.add(line);
                if (lines.size() == 1000) { // 每个小块的大小为1000行
                    chunkFiles.add(sortAndSaveChunk(lines));
                    lines.clear();
                }
            }
            if (!lines.isEmpty()) {
                chunkFiles.add(sortAndSaveChunk(lines));
            }
        }
        return chunkFiles;
    }

    private static File sortAndSaveChunk(List<String> lines) throws IOException {
        Collections.sort(lines);
        File chunkFile = File.createTempFile("chunk", ".txt");
        chunkFile.deleteOnExit(); // 确保程序退出时删除临时文件
        try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(chunkFile))) {
            for (String line : lines) {
                writer.write(line);
                writer.newLine();
            }
        }
        return chunkFile;
    }

    private static List<File> sortChunks(List<File> chunkFiles) throws IOException {
        PriorityQueue<FileBuffer> queue = new PriorityQueue<>((a, b) -> Integer.compare(a.size(), b.size()));
        for (File chunkFile : chunkFiles) {
            FileBuffer buffer = new FileBuffer(chunkFile);
            if (buffer.size() > 0) {
                queue.add(buffer);
            }
        }

        List<File> sortedChunkFiles = new ArrayList<>();
        while (!queue.isEmpty()) {
            FileBuffer buffer = queue.poll();
            sortedChunkFiles.add(buffer.file);
            if (buffer.size() > 0) {
                FileBuffer nextBuffer = new FileBuffer(buffer.file);
                nextBuffer.readNextLine();
                queue.add(nextBuffer);
            }
        }

        return sortedChunkFiles;
    }

    private static void mergeSortedChunks(List<File> sortedChunkFiles, File outputFile) throws IOException {
        PriorityQueue<FileBuffer> queue = new PriorityQueue<>((a, b) -> Integer.compare(a.size(), b.size()));
        for (File chunkFile : sortedChunkFiles) {
            FileBuffer buffer = new FileBuffer(chunkFile);
            if (buffer.size() > 0) {
                queue.add(buffer);
            }
        }

        try (BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(outputFile))) {
            while (!queue.isEmpty()) {
                FileBuffer buffer = queue.poll();
                writer.write(buffer.popNextLine());
                writer.newLine();
                if (buffer.size() > 0) {
                    FileBuffer nextBuffer = new FileBuffer(buffer.file);
                    nextBuffer.readNextLine();
                    queue.add(nextBuffer);
                }
            }
        }
    }

    static class FileBuffer implements Comparable<FileBuffer> {
        BufferedReader reader;
        String line;
        File file;
        int size;

        public FileBuffer(File file) throws IOException {
            this.file = file;
            this.reader = new BufferedReader(new FileReader(file));
            this.size = (int) file.length();
            this.line = reader.readLine();
        }

        public int size() {
            return size;
        }

        public String popNextLine() throws IOException {
            String temp = line;
            line = reader.readLine();
            return temp;
        }

        @Override
        public int compareTo(FileBuffer other) {
            return Integer.compare(this.size(), other.size());
        }
    }
}

这个示例中，我们首先将输入文件分割成多个小块，然后对每个小块进行排序并保存到临时文件中。接下来，我们使用优先队列（最小堆）将所有排序后的小块合并成一个有序的大文件。