Praktická výkonnost různých implementací prioritní fronty

Abstract

Teoretická část této práce popisuje abstraktní datovou strukturu prioritní fronta, její podporované operace a řadu možných implementací, které jsou podrobně rozebrány po teoretické stránce. Dále jsou uvedeny příklady užití prioritní fronty. Práce rovněž nastiňuje několik možností paralelního přístupu k této struktuře. V rámci praktické části byla většina z možných realizací prioritní fronty implementována v jazyce C++ a na školním serveru STAR byla změřena jejich praktická výkonnost v několika scénářích. Práce uvádí výsledky těchto měření a analyzuje je. V okomentovaných grafech jsou jednotlivé implementace přímo porovnány. Na základě těchto výsledků je možné vybrat vhodnou variantu prioritní fronty pro konkrétní použití a zejména pro velká vstupní data tak ušetřit výpočetní čas. Z měření vyplynulo že implementačně jednodušší nebo asymptoticky pomalejší datové struktury mohou být v praxi výkonnější.

The theoretical part of this thesis describes an abstract data structure called priority queue, it's supported operations and a number of possible implementations which are described in detail from the theoretical point of view. After that, examples of priority queue applications are listed. This thesis also mentions several possible approaches to parallelization of this structure. In the practical part, most of the described priority queue realizations have been implemented in C++. Their practical performance has been measured on the STAR school cluster in several test cases. This thesis shows results of these measurements and analyses them. The implementations are compared on several commented graphs. These results help to choose a suitable priority queue variant for a specific purpose in order to save computing time, especially for large input data. The measurements have shown that simpler or asymptotically slower data structures can be faster in practice.