Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Алгоритм цифровой сортировки

110 байт добавлено, 19:35, 4 сентября 2022
м
rollbackEdits.php mass rollback
В этом алгоритме сортировки числа сортируются по разрядам. Существует два варианта least significant digit Least Significant Digit (LSD) и most significant digit Most Significant Digit (MSD). При LSD сортировке, сначала сортируются младшие разряды, затем старшие. При MSD сортировке все наоборот. При LSD сортировке получается следующий порядок: короткие ключи идут раньше длинных, ключи одного размера сортируются по алфавиту, это совпадает с нормальным представлением чисел: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10. При MSD сортировке получается алфавитный порядок, который подходит для сортировки строк. Например "b, c, d, e, f, g, h, i, j, ba" отсортируется как "b, ba, c, d, e, f, g, h, i, j". Если MSD применить к числам разной длины, то получим последовательность 1, 10, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
== Алгоритм LSD==Теперь рассмотрим подробноПеред сортировкой необходимо определить 2 величины: # <tex>width</tex> {{---}} максимальное количество разрядов в сортируемых величинах.# <tex>range</tex> {{---}} количество возможных значений одного разряда ключа (сортируемого элемента), то есть мощность используемого алфавита. Создаются <tex>range</tex> вспомогательных списков-корзин, т.е. на каждое возможное значение разряда элемента по корзине. '''Первый проход:''' ''Первый этап'' {{---}} распределение по корзинам и на первом проходе элементы исходной последовательности помещаются в эти корзины по их младшему разряду, т.е. по самому правому символу. Какой этот самый младший разряд у элемента, что же представляет собой в такую корзину этот алгоритмэлемент и помещается. Например, пусть имеем исходную последовательность из <tex>{11, 24, 9, 59, 21, 98, 76, 8}</tex>, для которой определяем <tex>width</tex> = 2, <tex>range</tex> = 10, поэтому будет 10 корзин: <tex>list0, list1..., list9</tex>. Тогда на первом проходе корзины №0, 2, 3, 5, 7 окажутся пусты, а остальные распределят элементы след.образом:
Перед сортировкой необходимо определить 2 величины<tex>list1:11, 21</tex> <tex>list4: 24</tex> <tex>list6: 76</tex>
1. <tex>widthlist8: 98, 8</tex> - максимальное количество разрядов в сортируемых величинах 2. <tex>range</tex> - количество возможных значений одного разряда ключа(сортируемого элемента)т.е. мощность используемого алфавита.
Сам алгоритм работает следующим образом. Создаются <tex>rangelist9: 9, 59</tex> вспомогательных списков - корзин, т.е. на каждое возможное значение разряда элемента по корзине. 1)Первый этап распределение по корзинам и на первом проходе элементы исходной последовательности помещаются в эти корзины по их младшему разряду, т.е. по самому правому символу. Какой этот самый младший разряд у элемента, в такую корзину этот элемент и помещается.
Например, пусть имеем исходную последовательность из ''Второй этап'' {11, 24, 9, 59, 21, 98, 76, 8{---}}, для которой определяем <tex>width</tex> = 2, <tex>range</tex> = 10, поэтому будет 10 корзинсборка: список0, список1..., список9. Тогда на первом проходе просто последовательно соединяем один за другим все корзины №2, 3, 5, 7 окажутся пусты, а остальные распределят и располагаем элементы след. образом:список0: 9, 8список1: 11, 21список4: 24список6: 76список8: 98список9уже в этой последовательности: 59
2)Второй этап - сборка: просто последовательно соединяем один за другим все корзины и располагаем элементы уже в этой последовательности:9, 8 (<< это был список0), tex>11, 21 (список1list1), 24(список4list4), 76(список 6list6), 98, 8(список 8list8), 9, 59(список9list9)</tex>
Это был один проход алгоритма, соответствующий крайнему правому разряду ключа.
На следующем проходе, элементы из уже обновленной последовательности распределяются по корзинам в соответствии с их вторым(т.е. предпоследним) разрядом и т.д по самого старшего, максимального, <tex>width</tex>-го разряда ключа.
 
'''Второй проход:'''
 
''Первый этап'' {{---}} корзины №3, 4, 6, 8 окажутся пусты, а остальные распределят элементы след. образом:
 
<tex>list0: 8, 9</tex>
 
<tex>list1: 11</tex>
 
<tex>list2: 21, 24</tex>
 
<tex>list5: 59</tex>
 
<tex>list7: 76</tex>
 
<tex>list9: 98</tex>
 
''Второй этап'' {{---}} собираем и получаем отсортированную по возрастанию последовательность: <tex>8, 9(list0), 11(list1), 21, 24(list2), 59(list5), 76(list7), 98(list 9)</tex>
== Время работы ==
Алгоритм цифровой сортировки работает за линейное время- <tex>O(k(n + |A|))</tex>, где <tex>|A|</tex> {{---}} мощность алфавита(<tex>range</tex>), <tex>k</tex> {{---}} максимальная длина строки(<tex>width</tex>), <tex>n</tex> {{---}} количество сортируемых строк. == Применение ==Алгоритм цифровой сортировки позволяет строить суффиксный массив за <tex>O(n^2)</tex>, где <tex>n</tex> {{---}} длина строки.
== Источник ==
Дональд Кнут Искусство программирования, том 3. Сортировка и поиск = The Art of Computer Programming, vol.3. Sorting and Searching. — 2-е изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 824. — ISBN 5-8459-0082-4
1632
правки

Навигация