This blog is under construction

Sunday, 26 May 2013

C Program To Perform External Sorting

External sorting is used when we need to sort huge amount of data than cannot fit into the main memory.  So, data from the disk is loaded chunk by chunk.  Each chunk is sorted and the resultant data is stored into some temporary file.  Finally, the sorted sub files are merged into a single file.

See Also:
C Program To Perform Insertion Sort
C Program To Perform Shell Sort
C Program To Perform Bubble Sort
C Program To Perform Quick Sort
C Program To Perform Radix Sort
C Program To Perform Selection Sort
C Program To Perform Heap Sort
C Program To Perform Merge Sort
C Program To Perform External Sorting
C Program To Perform Sorting Using Binary Search Tree


Example Program For External Sorting(in C):



  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>

  int count = 0;
  char *file[] = {"file1.txt", "file2.txt",
                      "res1.txt", "res2.txt"};
  /* display the contents of the file */
  int showData(char *filename) {
        FILE *fp;
        int val, i = 0;

        fp = fopen(filename, "r");
        while (fscanf(fp, "%d", &val) != EOF) {
                printf("%4d ", val);
                i++;
                if (i && i % 8 == 0)
                        printf("\n");
        }
        return (i);
  }

  /*
   * Write half of the data in input file to "file1.txt"
   * and remaining half to "file2.txt"
   */
  void splitData(char *filename) {
        FILE *fp[3];
        int i, val;
        fp[2] = fopen(filename, "r");
        if (!fp[2]) {
                printf("splitData-fopen failed- %s\n", filename);
                exit(0);
        }

        fp[0] = fopen(file[0], "w");
        fp[1] = fopen(file[1], "w");

        if (!fp[0] || !fp[1]) {
                fcloseall();
                printf("splitData - fopen failed\n");
                exit(1);
        }

        for (i = 0; i < count/2; i++) {
                fscanf(fp[2], "%d", &val);
                fprintf(fp[0], "%d ", val);
        }

        for (i = count/2; i < count; i++) {
                fscanf(fp[2], "%d", &val);
                fprintf(fp[1], "%d ", val);
        }
        fcloseall();
        return;
  }

  /* Perform External Sorting */
  void sortData(char *filename) {
        FILE *fp[4];
        int i, flg1, flg2, count1, count2, val, val1, val2, n = 1;

        while (1) {
                for (i = 0; i < 4; i++) {
                        /* file[0] & file[1]  are read only files */
                        if (i < 2) {
                                fp[i] = fopen(file[i], "r");
                                if (fp[i]) {
                                        if (fscanf(fp[i], "%d", &val) == EOF)
                                                goto out;
                                        else
                                                rewind(fp[i]);
                                }
                        } else {
                                /* file[2] & file[3] - open in write mode */
                                fp[i] = fopen(file[i], "w");
                        }
                        if (!fp[i]) {
                                fcloseall();
                                printf("sortData-fopen(%s) failed\n", file[i]);
                                exit(0);
                        }
                }

                i = 2;
                flg1 = flg2 = 1;
                count1 = count2 = 0;

                for (;;) {
                        if (flg1) {
                                /*
                                 * if file[0] reached EOF, then write the contents
                                 * other file file[2] to the output file
                                 */
                                if (fscanf(fp[0], "%d", &val1) == EOF) {
                                        while (fscanf(fp[1], "%d", &val2) != EOF) {
                                                fprintf(fp[i], "%d ", val2);
                                        }
                                        break;
                                }
                        }

                        if (flg2) {
                                /*
                                 * if file[1] reached EOF, then write the contents of
                                 * file[0] to the output file
                                 */
                                if (fscanf(fp[1], "%d", &val2) == EOF) {
                                        while (fscanf(fp[0], "%d", &val1) != EOF) {
                                                fprintf(fp[i], "%d ", val1);
                                        }
                                        break;
                                }
                        }

                        /*
                         * if val1 from file[0] is greater than the value val2,
                         * then write val2 to output file.  Otherwise, write val1
                         * to output file.
                         */
                        if (val1 > val2)  {
                                flg1 = 0;
                                flg2 = 1;
                                count2++;
                                fprintf(fp[i], "%d ", val2);
                        } else {
                                flg1 = 1;
                                flg2 = 0;
                                count1++;
                                fprintf(fp[i], "%d ", val1);
                        }

                        /*
                         * n is an incrementer. If count1 equals n, then write val2
                         * to output file, increment count2 (written value from file[1]
                         * to the output file).  Value of i is changed inorder to 
                         * use other file (file[1]/file[2]) for next iteration.
                         */
                        if (count1 == n) {
                                fprintf(fp[i], "%d ", val2);
                                count2++;
                                while (count2 < n) {
                                        if (fscanf(fp[1], "%d", &val2) != EOF)
                                                fprintf(fp[i], "%d ", val2);
                                        count2++;
                                }
                                flg1 = flg2 = 1;
                                count1 = count2 = 0;
                                i = (i == 2) ? 3 : 2;
                        }
                        if (count2 == n) {
                                fprintf(fp[i], "%d ", val1);
                                count1 = count1 + 1;
                                while (count1 < n) {
                                        if (fscanf(fp[0], "%d", &val1) != EOF)
                                        fprintf(fp[i], "%d ", val1);
                                        count1++;
                                }
                                flg1 = flg2 = 1;
                                count1 = count2 = 0;
                                i = (i == 2) ? 3 : 2;
                        }
                }
                fcloseall();
                unlink(file[0]);
                unlink(file[1]);
                /* move contents of file[2] to file[0] */
                rename(file[2], file[0]);
                /* move contents of file[3] to file[1] */
                rename(file[3], file[1]);
                n = n * 2;
        }
        out:
                fcloseall();
                unlink(filename);
                /* move contents of file[0] to output file */
                rename(file[0], filename);
                unlink(file[1]);
  }

  int main(int argc, char **argv) {
        printf("Data before sorting:\n");
        count = showData(argv[1]);
        printf("\nNo of elements in file: %d\n\n", count);
        printf("Data after split operation:\n");
        splitData(argv[1]);
        printf("Data in file 1:\n");
        showData(file[0]);
        printf("\n");
        printf("Data in file 2:\n");
        showData(file[1]);
        printf("\n");
        sortData(argv[1]);
        printf("\nAfter Sorting:\n");
        showData(argv[1]);
        printf("\n");
        return 0;
  }



  Output: (C Program To Implement External Sorting)
  jp@jp-VirtualBox:~/$ ./a.out input.txt 
  Data before sorting:
   100   10  200   20  300   30  400   40 
   500   50  600   60  700   70  800   80 
   900   90  101   11  201   21  301   31 
   401   41  501   51  601   61  701   71 
   801   81  901   91  102   12  202   22 
   302   32  402   42  502   52  602   62 
   702   72  802   82  902   92  111   13 
   222   23  333   33  444   44  555   55 
   666   66  777   77  888   88  999   99 
  
  No of elements in file: 72

  Data after split operation:
  Data in file 1:
   100   10  200   20  300   30  400   40 
   500   50  600   60  700   70  800   80 
   900   90  101   11  201   21  301   31 
   401   41  501   51  601   61  701   71 
   801   81  901   91 

  Data in file 2:
   102   12  202   22  302   32  402   42 
   502   52  602   62  702   72  802   82 
   902   92  111   13  222   23  333   33 
   444   44  555   55  666   66  777   77 
   888   88  999   99 

  After Sorting:
    10   11   12   13   20   21   22   23 
    30   31   32   33   40   41   42   44 
    50   51   52   55   60   61   62   66 
    70   71   72   77   80   82   90   92 
    99  100  101  102  111  200  201  202 
   222  300  301  302  333  400  401  402 
   444  500  501  502  555  600  601  602 
   666  700  701  702  777  800  801  802 
   888  900  901  902  999 



No comments:

Post a Comment