53453

Оптимизация процедуры Quick_sort, особенности

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Быстрая сортировка (англ. quicksort), часто называемая qsort по имени реализации в стандартной библиотеке языка Си — широко известный алгоритм сортировки, разработанный английским информатиком Чарльзом Хоаром во время его работы в МГУ в 1960 году.

Русский

2014-04-01

22.82 KB

1 чел.

Оптимизация процедуры Quick_sort, особенности.

Быстрая сортировка (англ. quicksort), часто называемая qsort по имени реализации в стандартной библиотеке языка Си — широко известныйалгоритм сортировки, разработанный английским информатиком Чарльзом Хоаром во время его работы в МГУ в 1960 году. Один из самых быстрых известных универсальных алгоритмов сортировки массивов (в среднем O(n log n) обменов при упорядочении n элементов).QuickSort является существенно улучшенным вариантом алгоритма сортировки с помощью прямого известного, в том числе, своей низкой эффективностью. Принципиальное отличие состоит в том, что в первую очередь производятся перестановки на наибольшем возможном расстоянии и после каждого прохода элементы делятся на две независимые группы.Общая идея алгоритма состоит в следующем:

  1. Выбрать из массива элемент, называемый опорным. Это может быть любой из элементов массива.
  2. Сравнить все остальные элементы с опорным и переставить их в массиве так, чтобы разбить массив на три непрерывных отрезка, следующие друг за другом — «меньшие опорного», «равные» и «большие».
  3. Для отрезков «меньших» и «больших» значений выполнить рекурсивно ту же последовательность операций, если длина отрезка больше единицы.На практике массив обычно делят не на три, а на две части, например, «меньшие опорного» и «равные и большие».

Быстрая сортировка использует стратегию «разделяй и властвуй». Шаги алгоритма таковы:

  1. Выбираем в массиве некоторый элемент, который будем называть опорным элементом. С точки зрения корректности алгоритма выбор опорного элемента безразличен. С точки зрения повышения эффективности алгоритма выбираться должна медиана, но без дополнительных сведений о сортируемых данных её обычно невозможно получить.
  2. Операция разделения массива: реорганизуем массив таким образом, чтобы все элементы со значением меньшим или равным опорному элементу, оказались слева от него, а все элементы, превышающие по значению опорный — справа от него. Обычный алгоритм операции:
  3. Два индекса — l и r, приравниваются к минимальному и максимальному индексу разделяемого массива, соответственно.
  4. Вычисляется индекс опорного элемента m.
  5. Индекс l последовательно увеличивается до тех пор, пока l-й элемент не окажется больше либо равен опорному.
  6. Индекс r последовательно уменьшается до тех пор, пока r-й элемент не окажется меньше либо равен опорному.
  7. Если r = l — найдена середина массива — операция разделения закончена, оба индекса указывают на опорный элемент.

6.Если l < r — найденную пару элементов нужно обменять местами и продолжить операцию разделения с тех значений l и r, которые были достигнуты.

  1. Рекурсивно упорядочиваем подмассивы, лежащие слева и справа от опорного элемента.
  2. Базой рекурсии являются наборы, состоящие из одного или двух элементов. Первый возвращается в исходном виде, во втором, при необходимости, сортировка сводится к перестановке двух элементов.

Особенности быстрой сортировки:

  1. Один из самых быстродействующих (на практике) из алгоритмов внутренней сортировки общего назначения.
  2. Прост в реализации.
  3. Требует лишь дополнительной памяти для своей работы. (Не улучшенный рекурсивный алгоритм в худшем случае памяти)
  4. Хорошо сочетается с механизмами кэширования и виртуальной памяти.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57334. Социальная мобильность 27.5 KB
  Социальная мобильность может быть организована сверху когда перемещениями управляет государство.
57336. Правила дорожнього руху для пішоходів на багатосмуговій дорозі. Урок ОБЖ з використанням інтерактивних технологій 56 KB
  Мета: на основі набутих знань закріпити знання правил дорожнього руху; ознайомити учнів із елементами багатосмугової дороги; розвивати творчі здібності дітей уміння аналізувати мислити доводити думку; виховувати увагу спостереження.
57338. Метеорологические опасные явления и защита от них 152 KB
  Интенсивные нисходящие потоки воздуха представляющие собой холодный воздух вытесняют теплый воздух вблизи земной поверхности вверх тем самым усиливая восходящие потоки в грозовом облаке.
57339. ІНФОРМАТИКА. ПОНЯТТЯ ІНФОРМАЦІЇ І ПОВІДОМЛЕННЯ. ІНФОРМАЦІЯ І ІНФОРМАЦІЙНІ ПРОЦЕСИ 93.5 KB
  Корисність актуальність достовірність обєктивність або субєктивність розпізнаваність повнота повна або неповна нематеріальність проте інформація може виявлятися лише через матеріальні процеси сигнали...