Razlika med hitro razvrščanjem in združevanjem

Razvrščanje elementov na seznamu je vsakdanja naloga in pogosto zamudno. Izraz razvrščanje se na splošno nanaša na urejanje postavk na seznamu v naraščajočem ali padajočem vrstnem redu na podlagi vnaprej določenega razmerja naročanja. Razvrščanje je pogosto namenjeno iskanju, kar je njegova še ena temeljna dejavnost pri obdelavi podatkov. Predstavljajte si, kako težko bi bilo poiskati besedo po slovarju, če besede v njem ne bi bile organizirane ali razvrščene. To je razlog, zakaj se vpisi v slovarju vodijo v standardnem abecednem vrstnem redu. Številne naloge in izračuni postanejo preprosto brez razvrščanja. In tu pridejo do izraza algoritmi za razvrščanje.

Algoritem razvrščanja ni nič drugega kot metoda za organiziranje elementov seznama v določen vrstni red, kot so vrednost od najnižje do najvišje, najvišja do najnižja vrednost, naraščajoči vrstni red, padajoči vrstni red, abecedni vrstni red itd. so numerični in leksikografski vrstni red. Algoritmi pogosto uporabljajo razvrščanje kot ključni podprogram. Obstaja široka paleta algoritmov za razvrščanje, pri čemer je vsak uporabljen bogat nabor tehnik. Eden takšnih, vendar enako močnih algoritmov je algoritem Divide and Conquer, ki temelji na večrazvejani rekurziji. Hitro razvrščanje in združevanje sta dva najpogosteje uporabljena algoritma, ki temeljita na algoritmu Divide and Conquer.

Kaj je hitro razvrščanje?

Quick Sort je zelo učinkovit, vendar učinkovit algoritem razvrščanja, ki temelji na pristopu razdelitve in osvojitve, ki je precej podoben dinamičnemu pristopu, v katerem je težava razdeljena na dva ali več podproblemov in nato rekurzivno rešena. Če je velikost podproblemov dovolj majhna, jih je mogoče rešiti preprosto in preprosto, brez težav. Prav tako imenovan sortiranje izmenjave particij algoritem za hitro razvrščanje deli seznam, ki ga je treba razvrstiti na tri glavne dele: 1) vrtilni element (osrednji elementi), 2) elementi manjši od vrtišča in 3) elementi večji od vrtišča. Vrtišče se premika med obema skupinama do končnega položaja, nato pa se nato rekurzivno nanese QUICK SORT.

Kaj je združitev združevanja?

Združitev razvrščanje je še en algoritem razvrščanja splošne namene, ki temelji na tehniki delitve in osvajanja. Gre za enega najuglednejših in najbolj priljubljenih algoritmov za razvrščanje, ki je zasnovan za učinkovito uporabo za razvrščanje podatkov, ki so shranjeni zunaj v datoteki. Ponuja O (n log n) vedenje v najslabšem primeru, medtem ko uporablja O (n) dodatno shranjevanje. Zbirko 'A' deli na dve manjši zbirki, od katerih je vsaka razvrščena. V zadnji fazi sta ti dve razvrščeni zbirki združeni nazaj v eno samo zbirko velikosti n. To bo seznam razvrščenih. Algoritem je dokaj hiter in je tudi stabilna vrsta, zato je idealen za povezane sezname.

Razlika med hitro razvrščanjem in združevanjem

Osnove

- Hitro razvrščanje in združevanje razvrščanja sta algoritma za razvrščanje na osnovi delitve in osvajanja z istim osnovnim načelom - razdeliti težavo na dva ali več podproblemov in jih nato rekurzivno rešiti. Vendar se razlikujejo v postopkih združitve in v smislu uspešnosti. Hitro razvrščanje je na splošno boljše in hitrejše od drugih algoritmov za razvrščanje, vključno z Razvrsti združevanje, če gre za majhen nabor podatkov, medtem ko Razvrsti sorta ohranja doslednost ne glede na vrsto nabora podatkov. Hitro razvrščanje je najprimernejše za nizi, medtem ko je Razvrsti razvrstitev idealno za povezane sezname.

Vesoljska zapletenost

- Razvrščanje v algoritmu za hitro razvrščanje se izvede rekurzivno in vsak rekurzivni klic zahteva skladno mesto. Za spajanje ne potrebuje dodatnega prostora, razen enega samega pomnilniškega prostora za spajanje. Ker gre za algoritem sortiranja na kraju samem, za razvrščanje ni potreben dodaten prostor. Dejansko uporablja isto matriko med deljenjem in združevanjem matrike. Na drugi strani je v razvrsti združevanje več načinov predstavljanja podatkov v datoteki ali v matriki, zato potrebuje ta delovna območja kot poddatoteke ali matrike enake velikosti, ki zahtevajo dodaten prostor.

Najslabša zapletenost primera

- Najslabše vedenje za hitro razvrščanje se pojavi, ko je particija neuravnotežena, kar je odvisno od tega, kateri elementi se uporabljajo za particijo, v tem primeru algoritem deluje asimptotično tako počasi kot razvrstitev vstavljanja. Najslabša zmogljivost hitrega razvrščanja je O (n²) in se pusti kot vaja. Vendar se je temu mogoče izogniti z izbiro pravega vrtišča. Najslabši primer združitve sorte pa se zgodi, ko mora opraviti največje število primerjav. Glede na linearno zmogljivost združevanja je najslabši primer sorte združevanja O (n log₂ n).

Izvedba

- Čeprav algoritmi za hitro razvrščanje in združevanje razvrstitev temeljijo na pristopu razdelitve in osvajanja za razvrščanje, se razlikujejo po metodah, ki se uporabljajo za izvedbo postopkov delitve in spajanja. Za hitro razvrščanje je največ dela razdeliti seznam na dva pod seznama, ki poteka pred razvrščanjem pod-seznamov. Pri razvrstitvi združevanja je največ dela združevanje dveh pod-seznamov, ki poteka po razvrščanju pod-seznamov. Razvrsti sortiranje potrebuje začasni niz za spajanje dveh podračunov, medtem ko za hitro razvrščanje ni potreben dodaten prostor matrike, kar omogoča bolj učinkovit prostor kot Marge Razvrsti.

Hitro razvrščanje proti združevanju: primerjalni grafikon

Povzetek hitre razvrstitve v primerjavi z združitvijo

Algoritmi za hitro razvrščanje in spajanje temeljijo na razdelitvi in ​​osvojitvi pristopa k razvrščanju. Vendar se razlikujejo po metodah, ki se uporabljajo za razdelitev in postopke združitve. V bistvu delujejo po istem principu - razdeliti težavo na dva ali več podproblemov in jih nato rekurzivno rešiti. Razvrstitev združevanja je učinkovitejša od hitrega razvrščanja v najslabšem primeru, vendar sta v povprečju enako učinkovita. Toda Hitro razvrščanje je bolj prostorno učinkovito kot Razvrsti sortiranje. Torej je hitro razvrščanje nedvomno hitrejše in boljše od sortiranja združevanja, vendar postane neučinkovito v nekaj situacijah, na primer pri primerjavah.