[2021易可泰]4ソートアルゴリズム


ソートアルゴリズム


[2021易可泰]4ソートアルゴリズム

ソートアルゴリズム

  • ソート(Sorting)は、特定の基準に従ってデータをソートする
  • である.
  • は、通常、問題の状況に応じて、対応する並べ替えアルゴリズムを式
  • として用いる.

    ソートの選択

  • 未処理のデータから最小のデータを選択し、前の
  • を繰り返し使用する.
    array = [7, 5, 9, 0, 3, 1, 6, 2, 4, 8]
    
    for i in range(len(array)):
        min_index = i # 가장 작은 원소의 인덱스
        for j in range(i + 1, len(array)):
            if array[min_index] > array[j]:
                min_index = j
        array[i], array[min_index] = array[min_index], array[i] # 스와프
    
    print(array)
    
    >>> [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

    ソートの時間的複雑さの選択

  • ソートを選択するには、N回の最小数を検索し、最上位の
  • に送信する必要がある.
  • の実施形態によれば、わずかな誤差があるかもしれないが、総演算量は以下の通りである.
  • N + (N - 1) + (N - 2) + ... + 2
  • は² + N−2)/2と表すことができ,bigoマーキング法によればO(N)²)書き込み
  • 整列挿入

  • の未処理データを選択し、適切な位置
  • に挿入する.
  • 選択並べ替えと比較して、実装はより困難であるが、通常はより効率的である.
    array = [7, 5, 9, 0, 3, 1, 6, 2, 4, 8]
    
    for i in range(1, len(array)):
        for j in range(i, 0, -1): # 인덱스 i부터 1까지 1씩 감소하며 반복하는 문법
            if array[j] < array[j - 1]: # 한 칸씩 왼쪽으로 이동
                array[j], array[j - q] = array[j - 1], array[j]
            else: # 자기보다 작은 데이터를 만나면 그 위치에서 멈춤
                break
    
    print(array)
    
    >>> [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

    挿入位置合わせの時間的複雑さ

  • 挿入ソートの時間的複雑度はO(N)である.²)選択ソートと同様に、繰り返し文は2回重ねて
  • を使用します.
  • ソートを挿入する速度は非常に速く、現在のリストのデータがほとんどソートされている場合
  • は、O(N)時間複雑度
  • として最適に構成する.

    クイックソート

  • 標準データを設定し、ビッグデータとビッグデータの位置を変更するには、
  • を選択します.
  • 最も一般的なソートアルゴリズムの1つ
  • 並べ替えとほとんどのプログラミング言語並べ替えライブラリを統合する基礎アルゴリズム
  • の最も基本的な高速ソートは、最初のデータを基準データ(Pivot)に設定することである.
  • の軸心に基づくデータパケット動作を、パーティション
  • と呼ぶ.

    高速ソートの時間的複雑さ

  • クイックソート平均O(Nlogn)時間複雑度
  • ですが、最悪はO(N)²)
  • の時間的複雑さ
    array = [5, 7, 9, 0, 3, 1, 6, 2, 4, 8]
    
    def quick_sort(array, start, end):
        if start >= end: # 원소가 1개인 경우 종료
            return
        pivot = start # 피벗은 첫 번째 원소
        left = start + 1
        right = end
        while (left <= right):
            # 피벗보다 큰 데이터를 찾을 때까지 반복
            while (left <= end and array[left] <= array[pivot]):
                left += 1
            # 피벗보다 작은 데이터를 찾을 때까지 반복
            while (right > start and array[right] >= array[pivot]):
                right += 1
            if (left > right): # 엇갈렸다면 작은 데이터의 피벗을 교체
                array[right], array[pivot] = array[pivot], array[right]
            else: # 엇갈리지 않았다면 작은 데이터와 큰 데이터를 교체
                array[left], array[right] = array[right], array[left]
        # 분할 이후 왼쪽 부분과 오른쪽 부분에서 각각 정렬 수행
        quick_sort(array, start, right - 1)
        quick_sort(array, right + 1, end)
    
    quick_sort(array, 0, len(array) - 1)
    print(array)
     
    >>> [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    # 퀵 정렬 소스코드: 파이썬의 장점을 살린 방식
     
    array = [5, 7, 9, 0, 3, 1, 6, 2, 4, 8]
      
    def quick_sort(array):
        # 리스트가 하나 이하의 원소만을 담고 있다면 종료
        if len(array) <= 1:
            return array
        pivot = array[0] # 피벗은 첫번째 원소
        tail = array[1:] # 피벗을 제외한 리스트
    
        left_side = [x for x in tail if x <= pivot] # 분할된 왼쪽 부분
        right_side = [x for x in tail if x > pivot] # 분할된 오른쪽 부분
    
        # 분할 이후 왼쪽 부분과 오른쪽 부분에서 각각 정렬 수행하고, 전체 리스트 반환
        return quick_sort(left_side) + [pivot] + quick_sort(right_side)
    
    print(quick_sort(array))
    
    >>> [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

    ソート数

  • ソートアルゴリズムは、特定の条件を満たす場合にのみ使用できますが、実行速度は非常に速いです.
  • カウントソートはデータサイズの範囲によって制限、整数で表すことができる場合は
  • を用いることができる.
  • データの個数がNであり、データ(正値)における最差値がKの場合、
  • の実行時間がO(N+K)である
    # 모든 원소의 값이 0보다 크거나 같다고 가정
    array = [7, 5, 9, 0, 3, 1, 6, 2, 9, 1, 4, 8, 0, 5, 2]
    # 모든 범위를 포함하는 리스트 선언 (모든 값은 0으로 초기화)
    count = [0] * (max(array) + 1)
    
    for i in range(len(array)):
        count[array[i]] += 1 # 각 데이터에 해당하는 인덱스의 값 증가
    
    for i in range(len(count)): # 리스트에 기록된 정렬 정보 확인
        for j in range(count[i]):
            print(i, end=' ') # 띄어쓰기를 구분으로 등장한 횟수만큼 인덱스 출력
    
    >>> 0 0 1 1 2 2 3 4 5 5 6 7 8 9 9

    係数ソートの時間的複雑さ

  • 係数配列の時間的複雑度と空間的複雑度はいずれもO(N+K)
  • であった.
  • カウント・ソートは、重大な非効率をもたらす場合があります.
  • カウント・ソートは、同じ値を持つ複数のデータが表示された場合に有効に使用できます.
  • の成績では、100点の学生が複数いる可能性があるため、カウントソートは有効な
  • である.

    ソートアルゴリズムの比較

  • 選択ソート:構想が非常に簡単な
  • 挿入ソート:データがソートに近づくと、最も速いのは
  • です.
  • クイックソート:ほとんどの場合に最適で、速度が最も速い
  • 係数ソート:データサイズが限られている場合にのみ使用できますが、速度は非常に速い
  • です.

    質問:2つの配列の要素を置換



    問題解決策

  • コアコンセプト:アレイAから最小の要素を選択するたびに、アレイBの最大の要素
  • に置き換える.
  • AおよびBが最初に与える場合、Aは昇順、Bは降順の
  • である.
    置換は、Aの要素がBの要素より小さい場合にのみ実行され、2つの配列の要素の最初のインデックスが
  • の後に順次チェックされます.
  • この問題は最大10,000個の配列の要素を入力できるため、最悪の場合、O(Nlogn)を保証するソートアルゴリズム
  • を使用する必要がある.
    n, k = map(int, input().split()) # N과 K를 입력 받기
    a = list(map(int, input().split())) # 배열 A의 모든 원소를 입력 받기
    b = list(map(int, input().split())) # 배열 B의 모든 원소를 입력 받기
    
    a.sort() # 배열 A는 오름차순 정렬 수행
    b.sort(reverse=True) # 배열 B는 내림차순 정렬 수행
    
    # 첫 번째 인덱스부터 확인하며, 두 배열의 원소를 최대 K번 비교
    for i in range(k):
        # A의 원소가 B의 원소보다 작은 경우
        if a[i] < b[i]:
            # 두 원소를 교체
            a[i], b[i] = b[i], a[i]
        else: # A의 원소가 B의 원소보다 크거나 같을 때, 반복문을 탈출
            break
    
    print(sum(a)) # 배열 A의 모든 원소의 합을 출력