Optimiser F6 avec un index direct par identifiant

COMPTE_RENDU.md

@@ -299,3 +299,17 @@ conservés comme dans les boucles initiales. Les **97 655 séries** de longueur
 1 à 7 à valeurs dans `[-2, 2]` sont comparées à la version cubique, sur la
 somme et sur les deux bornes : elles couvrent notamment les zéros, les
 égalités et les séries entièrement négatives.
+
+### F6 — Index direct par identifiant
+
+Les identifiants sont une permutation de `[0, n - 1]`. Un index de pointeurs
+est construit en **`O(n)`** avant la boucle des requêtes. Chaque recherche
+contrôle les bornes et renvoie `index_ids[id]` en **`O(1)`**, au lieu de
+parcourir les transactions en `O(n)`. Le coût des `Q` requêtes, construction
+comprise, devient **`O(n + Q)`**, avec `O(n)` de mémoire supplémentaire.
+
+Les recherches ont toutes lieu avant le tri des transactions : un déplacement
+des transactions imposerait de reconstruire l'index. F6 garde **M = 3** et
+`indexer_par_id` a **M = 2**. Les tests comparent les pointeurs renvoyés
+à une recherche linéaire sur des identifiants permutés pour les tailles
+1 à 128, et vérifient les recherches hors bornes et dans un tableau vide.

banque.c

@@ -171,12 +171,18 @@ long meilleure_periode(const long *totaux, int nb_jours, int *debut, int *fin)
 }
 
 /* F6 : retrouve une transaction à partir de son id */
-const Transaction *rechercher_par_id(const Transaction *t, int n, int id)
+/* Les id forment une permutation de 0 à n - 1. Reconstruire après tout tri. */
+void indexer_par_id(const Transaction *t, int n, const Transaction **index_ids)
 {
     for (int i = 0; i < n; i++)
-        if (t[i].id == id)
-            return &t[i];
-    return NULL;
+        index_ids[t[i].id] = &t[i];
+}
+
+const Transaction *rechercher_par_id(const Transaction *const *index_ids, int n, int id)
+{
+    if (id < 0 || id >= n)
+        return NULL;
+    return index_ids[id];
 }
 
 /* F7 : nombre de paires de transactions de montants opposés (a + b = 0) */
@@ -280,11 +286,13 @@ int main(void)
     rapport[0] = '\0';
 
     /* recherches par id, dans l'ordre d'origine */
+    static const Transaction *index_ids[NB_TRANSACTIONS];
+    indexer_par_id(t, NB_TRANSACTIONS, index_ids);
     long somme_requetes = 0;
     unsigned long etat = 12345;
     for (int q = 0; q < NB_REQUETES; q++) {
         etat = etat * 1103515245UL + 12345UL;
-        const Transaction *r = rechercher_par_id(t, NB_TRANSACTIONS, (int)((etat >> 8) % NB_TRANSACTIONS));
+        const Transaction *r = rechercher_par_id(index_ids, NB_TRANSACTIONS, (int)((etat >> 8) % NB_TRANSACTIONS));
         if (r != NULL)
             somme_requetes += r->montant;
     }

tests/test_banque.c

@@ -154,6 +154,29 @@ static void tester_periodes(void)
     }
 }
 
+static void tester_recherches(void)
+{
+    assert(rechercher_par_id(NULL, 0, 0) == NULL);
+    assert(rechercher_par_id(NULL, 0, -1) == NULL);
+    Transaction t[128];
+    const Transaction *index_ids[128];
+    for (int n = 1; n <= 128; n++) {
+        for (int i = 0; i < n; i++)
+            t[i] = (Transaction){n - 1 - i, i, i, i * 77 - 12};
+        indexer_par_id(t, n, index_ids);
+        for (int id = 0; id < n; id++) {
+            const Transaction *attendu = NULL;
+            for (int i = 0; i < n; i++)
+                if (t[i].id == id)
+                    attendu = &t[i];
+            assert(rechercher_par_id(index_ids, n, id) == attendu);
+        }
+        assert(rechercher_par_id(index_ids, n, -1) == NULL);
+        assert(rechercher_par_id(index_ids, n, n) == NULL);
+        assert(rechercher_par_id(index_ids, n, INT_MAX) == NULL);
+    }
+}
+
 int main(void)
 {
     tester_tri();
@@ -161,6 +184,7 @@ int main(void)
     tester_totaux_clients();
     tester_totaux_jours();
     tester_periodes();
+    tester_recherches();
     puts("Tests banque : OK");
     return 0;
 }