Make bitonic work for non powers of 2 (#24)

src/bitonic_sort.c

@@ -15,6 +15,39 @@
 
 #include "swap.h"
 
+/**
+ * Verificar si x es de 2^n
+ * @param x El valor a verificar
+ * @return Retorna 1 si es de 2^n ó 0 al contrario;
+ */
+int power_of_two(int n) {
+	if (n == 0) {
+		return 0;
+	}
+
+	while (n != 1) {
+		if (n % 2 != 0) {
+			return 0;
+		}
+		n = n / 2;
+	}
+	return 1;
+}
+
+/**
+ * Buscar un valor que es de potencia de 2 pero menor que n
+ * @param n El valor de n
+ * @return Un potencia de 2 que es menor que n
+ */
+int greatest_power_of_two_less_than(int n) {
+	int k = 1;
+	while (k > 0 && k < n) {
+		k = (int) ((unsigned int) k << 1);
+	}
+	k = (int) ((unsigned int) k >> 1);
+	return (int) k;
+}
+
 /**
  * Comparar y intercambiar los valores para darle orden
  * @param i El primer indice a comparar
@@ -31,16 +64,16 @@ void compare(int i, int j, int dir, int *array) { //
 /**
  * Unir la secuencia
  * @param low El parte inferior
- * @param c El parte superior
+ * @param c El parte superior n
  * @param dir La dirección a ordenar, 1 para ascendentemente o 0 por descendentamente
  * @param array El array a ordenar
  */
-void bitonicmerge(int low, int c, int dir, int *array) {
+void bitonicmerge(int low, int n, int dir, int *array) {
 	int i;
 	int k;
 
-	if (c > 1){
+	if (n > 1) {
-		k = c / 2;
+		k = n / 2;
 		for (i = low; i < low + k; i++){
 			compare(i, i + k, dir, array);
 		}
@@ -50,20 +83,59 @@ void bitonicmerge(int low, int c, int dir, int *array) {
 }
 
 /**
- * Generar la secuencia bitonica en forma de piramide
+ * Unir la secuencia cuando n no es de potencia 2
  * @param low El parte inferior
- * @param c El parte superior
+ * @param c El parte superior n
  * @param dir La dirección a ordenar, 1 para ascendentemente o 0 por descendentamente
  * @param array El array a ordenar
  */
-void recbitonic(int low, int c, int dir, int *array) {
+void bitonicmerge_no2(int low, int n, int dir, int *array) {
+	int i;
 	int k;
 
-	if (c > 1){
+	if (n > 1) {
-		k = c / 2;
+		k = greatest_power_of_two_less_than(n);
+		for (i = low; i < low + n-k; i++){
+			compare(i, i + k, dir, array);
+		}
+		bitonicmerge_no2(low, k, dir, array);
+		bitonicmerge_no2(low + k, n - k, dir, array);
+	}
+}
+
+/**
+ * Generar la secuencia bitonica en forma de piramide
+ * @param low El parte inferior
+ * @param c El parte superior n
+ * @param dir La dirección a ordenar, 1 para ascendentemente o 0 por descendentamente
+ * @param array El array a ordenar
+ */
+void recbitonic(int low, int n, int dir, int *array) {
+	int k;
+
+	if (n > 1){
+		k = n / 2;
 		recbitonic(low, k, 1, array);
 		recbitonic(low + k, k, 0, array);
-		bitonicmerge(low, c, dir, array);
+		bitonicmerge(low, n, dir, array);
+	}
+}
+
+/**
+ * Generar la secuencia bitonica en forma de piramide cuando n no es de potencia 2
+ * @param low El parte inferior
+ * @param c El parte superior n
+ * @param dir La dirección a ordenar, 1 para ascendentemente o 0 por descendentamente
+ * @param array El array a ordenar
+ */
+void recbitonic_no2(int low, int n, int dir, int *array) {
+	int k;
+
+	if (n > 1){
+		k = n / 2;
+		recbitonic_no2(low, k, !dir, array);
+		recbitonic_no2(low + k, n - k, dir, array);
+		bitonicmerge_no2(low, n, dir, array);
 	}
 }
 
@@ -74,7 +146,12 @@ void recbitonic(int low, int c, int dir, int *array) {
  * @param dir La dirección a ordenar, 1 para ascendentemente o 0 por descendentamente
  */
 void sort(int *array, int n, int dir) {
-	recbitonic(0, n, dir, array);
+	if (power_of_two(n)) {
+		recbitonic(0, n, dir, array);
+	}
+	else {
+		recbitonic_no2(0, n, dir, array);
+	}
 }
 
 /**
@@ -83,5 +160,5 @@ void sort(int *array, int n, int dir) {
  * @param n El tamaño del array
  */
 void bitonic_sort(int *array, int n) {
-	 sort(array, n, 1);
+	sort(array, n, 1);
 }

test/test.c

@@ -52,7 +52,8 @@ void cleanup() {
  * El programa de test
  */
 int main(int argc, char **argv) {
-	int n = 32768;
+	int n = 50000;
+	int n2 = 32768;
 	int i;
 	int gen;
 	int pass;
@@ -99,7 +100,7 @@ int main(int argc, char **argv) {
 
 	// Prepare for sort tests
 	for (i = 0; i < n; i++) {
-		test_case[i] = gen_rand(-100, 100);
+		test_case[i] = gen_rand(-1000000, 1000000);
 	}
 	memcpy(qarray, test_case, sizeof(int) * n);
 	qsort(qarray, n, sizeof(int), compar);
@@ -156,25 +157,6 @@ int main(int argc, char **argv) {
 			break;
 		}
 	}
-	if (pass) {
-		fprintf(stdout, "pass\n");
-		passed++;
-	}
-
-	 // Test bitonic sort
-	pass = 1;
-	memcpy(test_array, test_case, sizeof(int) * n);
-	fprintf(stdout, "\tbitonic sort: ");
-	fflush(stdout);
-	bitonic_sort(test_array, n);
-	for (i = 0; i < n; i++) {
-		if (test_array[i] != qarray[i]) {
-			fprintf(stdout, "fail\n");
-			failed++;
-			pass = 0;
-			break;
-		}
-	}
 	if (pass) {
 		fprintf(stdout, "pass\n");
 		passed++;
@@ -218,6 +200,59 @@ int main(int argc, char **argv) {
 		passed++;
 	}
 
+	// Test bitonic sort without 2^n
+	pass = 1;
+	memcpy(test_array, test_case, sizeof(int) * n);
+	fprintf(stdout, "\tbitonic sort: ");
+	fflush(stdout);
+	bitonic_sort(test_array, n);
+	for (i = 0; i < n; i++) {
+		if (test_array[i] != qarray[i]) {
+			fprintf(stdout, "fail\n");
+			failed++;
+			pass = 0;
+			break;
+		}
+	}
+	if (pass) {
+		fprintf(stdout, "pass\n");
+		passed++;
+	}
+
+	// Test bitonic sort with 2^n
+	pass = 1;
+	int *bitonic_test_case = malloc(sizeof(int) * n2);
+	if (bitonic_test_case == NULL) {
+		fprintf(stderr, "Error: Out of heap space!\n");
+		exit(1);
+	}
+	int *bitonic_test_array = malloc(sizeof(int) * n2);
+	if (bitonic_test_array == NULL) {
+		fprintf(stderr, "Error: Out of heap space!\n");
+		exit(1);
+	}
+	for (i = 0; i < n; i++) {
+		bitonic_test_case[i] = gen_rand(-1000000, 1000000);
+	}
+	memcpy(qarray, bitonic_test_case, sizeof(int) * n2);
+	qsort(qarray, n2, sizeof(int), compar);
+	memcpy(bitonic_test_array, bitonic_test_case, sizeof(int) * n2);
+	fprintf(stdout, "\tbitonic sort 2^n: ");
+	fflush(stdout);
+	bitonic_sort(bitonic_test_array, n2);
+	for (i = 0; i < n2; i++) {
+		if (bitonic_test_array[i] != qarray[i]) {
+			fprintf(stdout, "fail\n");
+			failed++;
+			pass = 0;
+			break;
+		}
+	}
+	if (pass) {
+		fprintf(stdout, "pass\n");
+		passed++;
+	}
+
 	fprintf(stdout, "%d tests passed\n", passed);
 	fprintf(stdout, "%d tests failed\n", failed);