Тим Петерс разработал гибридный алгоритм сортировки Timsort в 2002 году. Алгоритм представляет собой искусную комбинацию идей сортировки слиянием и сортировки вставками и заточен на эффективную работу с реальными данными. Впервые Timsort был разработан для Python, но затем Джошуа Блох (создатель коллекций Java, именно он, кстати, отметил, что большинство алгоритмов двоичного поиска содержит ошибку) портировал его на Java (методы java.util.Collections.sort и java.util.Arrays.sort). Сегодня Timsort является стандартным алгоритмом сортировки в Android SDK, Oracle JDK и OpenJDK. Учитывая популярность этих платформ, можно сделать вывод, что счёт компьютеров, облачных сервисов и мобильных устройств, использующих Timsort для сортировки, идёт на миллиарды.
Но вернёмся в 2015-й год. После того как мы успешно верифицировали Java-реализации сортировки подсчётом и поразрядной сортировки (J. Autom. Reasoning 53(2), 129-139) нашим инструментом формальной верификации под названием KeY, мы искали новый объект для изучения. Timsort казался подходящей кандидатурой, потому что он довольно сложный и широко используется. К сожалению, мы не смогли доказать его корректность. Причина этого при детальном рассмотрении оказалась проста: в реализации Timsort есть баг. Наши теоретические исследования указали нам, где искать ошибку (любопытно, что ошибка была уже в питоновской реализации). В данной статье рассказывается, как мы этого добились.
Статья с более полным анализом, а также несколько тестовых программ доступны на нашем сайте.
Читать полностью »
