[java] 외부 정렬 알고리즘

04 Dec 2023

java

외부 정렬 알고리즘은 대량의 데이터가 디스크 또는 파일 형태로 저장되어 있을 때, 이 데이터를 효율적으로 정렬하는 알고리즘입니다. 정렬할 데이터가 메모리에 한 번에 올라갈 수 없는 경우에 사용됩니다.

외부 정렬 알고리즘 종류

1. 병합 정렬 (Merge Sort)

병합 정렬은 분할 정복 기법을 사용하여 데이터를 정렬하는 알고리즘입니다. 데이터를 절반씩 나누어 정렬한 뒤, 이를 병합하여 최종적으로 정렬된 결과를 얻습니다. 외부 정렬에서는 데이터의 일부분만 메모리에 올리고 나머지 데이터는 디스크에 저장하며 병합합니다. 이러한 특징으로 인해 메모리의 한계를 초과하는 대량의 데이터도 정렬할 수 있습니다.

// Java 코드 예시
public static void mergeSort(int[] arr) {
    if (arr.length <= 1) {
        return;
    }
    
    int mid = arr.length / 2;
    int[] left = new int[mid];
    int[] right = new int[arr.length - mid];
    
    System.arraycopy(arr, 0, left, 0, left.length);
    System.arraycopy(arr, mid, right, 0, right.length);
    
    mergeSort(left);
    mergeSort(right);
    
    merge(arr, left, right);
}

public static void merge(int[] arr, int[] left, int[] right) {
    int i = 0, j = 0, k = 0;
    
    while (i < left.length && j < right.length) {
        if (left[i] <= right[j]) {
            arr[k++] = left[i++];
        } else {
            arr[k++] = right[j++];
        }
    }
    
    while (i < left.length) {
        arr[k++] = left[i++];
    }
    
    while (j < right.length) {
        arr[k++] = right[j++];
    }
}

2. 외부 정렬

외부 정렬 알고리즘은 대표적으로 다음과 같은 방식을 사용합니다.

다단계(Distributed) 정렬 : 여러 단계로 나누어서 정렬하는 방식으로, 데이터를 분할하여 정렬 후 병합하는 과정을 반복합니다.
가산(Sort-Merge) 정렬 : 정렬할 데이터를 여러 개의 작은 부분 집합으로 나누어 정렬하고, 나눈 부분들을 병합하여 최종 결과를 얻습니다.
외부 정렬의 성능을 향상시키기 위해 다양한 기법이 적용되는데, 대표적인 기법으로 다중 웨이(Way) 병합 정렬이 있습니다.

결론

외부 정렬 알고리즘은 대량의 데이터를 효율적으로 정렬하기 위해 사용되는 알고리즘입니다. 병합 정렬을 비롯한 다양한 외부 정렬 알고리즘을 활용하여 데이터 정렬의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

참고 자료: GeeksforGeeks - External Sorting