Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Сортировка слиянием

1278 байт убрано, 00:39, 15 мая 2012
Нет описания правки
=Сортировка слиянием=
[[Файл:Merge-sort1.gif|right|380px|thumb|Действие алгоритма.]]
'''Сортировка слиянием''' — Сор­ти­ров­ка слия­ни­ем — ве­ро­ят­но, один из са­мых про­стых ал­го­рит­мов сор­ти­ров­ки (сре­ди «быст­рых» ал­го­рит­мов)очень простой алгоритм сортировки. Осо­бен­но­стью это­го ал­го­рит­ма яв­ля­ет­ся то, что он ра­бо­та­ет с эле­мен­та­ми мас­си­ва пре­иму­ще­ствен­но по­сле­до­ва­тель­но, бла­го­да­ря че­му имен­но этот ал­го­ритм ис­поль­зу­ет­ся при сор­ти­ров­ке Он был пред­ло­жен Джо­ном фон Ней­ма­ном в си­сте­мах с раз­лич­ны­ми ап­па­рат­ны­ми огра­ни­че­ни­я­ми1945 го­ду.
Кро­ме то­го, сор­ти­ров­ка слия­ни­ем — чуть ли не един­ствен­ный ал­го­ритм, ко­то­рый мо­жет быть эф­фек­тив­но ис­поль­зо­ван для сор­ти­ров­ки та­ких ст­рук­тур дан­ных, как свя­зан­ные спис­ки. По­сле­до­ва­тель­ная ра­бо­та с эле­мен­та­ми мас­си­ва зна­чи­тель­но уве­ли­чи­ва­ет ско­рость сор­ти­ров­ки в си­сте­мах с кэ­ши­ро­ва­ни­ем. Сор­ти­ров­ка слия­ни­ем — Это ста­биль­ный ал­го­ритм сор­ти­ров­ки. Это озна­ча­ет, что по­ря­док «рав­ных» эле­мен­тов не из­ме­ня­ет­ся в ре­зуль­та­те ра­бо­ты ал­го­рит­маиспользующий <tex>O(n)</tex> дополнительной памяти и <tex>O(n</tex> <tex>lg(n))</tex> времени. В не­ко­то­рых за­да­чах это свой­ство до­ста­точ­но важ­но.Этот ал­го­ритм был пред­ло­жен Джо­ном фон Ней­ма­ном в 1945 го­ду
=Принцип работы=
Эта сортировка Данный алгоритм — хороший пример использования принципа «разделяй и властвуй». Сначала задача разбивается на несколько подзадач меньшего размера. Затем эти задачи решаются с помощью рекурсивного вызова или непосредственно, если их размер достаточно мал. Наконец, их решения комбинируются, и получается решение исходной задачи.
Про­це­ду­ра слия­ния тре­бу­ет два от­сор­ти­ро­ван­ных мас­си­ва. За­ме­тив, что мас­сив из од­но­го эле­мен­та по опре­де­ле­нию яв­ля­ет­ся от­сор­ти­ро­ван­ным, мы мо­жем осу­ще­ствить сор­ти­ров­ку сле­дую­щим об­ра­зом:
=Слияние 2-х массивов=
Допустим, у нас есть два отсортированных массива А и B размерами <tex>N_a </tex> и <tex>N_b </tex> со­ответственно, и мы хотим объединить их элементы в один большой отсортирован­ный массив C размером <tex>N_a + N_b </tex> . Для этого можно применить процедуру слия­ния, суть которой заключается в повторяющемся «отделении» элемента, наи­меньшего из двух имеющихся в началах исходных массивов, и присоединении это­го элемента к концу результирующего массива. Элементы мы переносим до тех пор, пока один из исходных массивов не закончится. После этого оставшийся «хвост» одного из входных массивов дописывается в конец результирующего мас­сива. Пример работы процедуры показан на рисунке:
[[Файл:Mergearr.png|right|500px300px|thumb|Пример работы процедуры слияния.]]
<br>
Алгоритм слияния формально можно записать следующим образом:
<pre>// слияние двух массивов с помощью временногоmerge (array a, array b) // a - левая половина (от l до m), b - правая половина (от m + 1 до r) i = l, j = m + 1, k = 0; array temp; while i <= m and j <= r temp[k++] = (a[j] < b[i]) ? a[Файлj++] :merge41b[i++]; while i <= m temp[k++] = b[i++]; while j <= r temp[k++] = a[j++]; for (int t = 0; t != k; t++) a[t] = temp[t]// в конце a[1.png].k]это будет отсортированный массив</pre>
=Рекурсивный алгоритм=
[[Файл:Merge sort1.png|500px300px|right|thumb|Пример работы рекурсивного алгоритма сортировки слиянием]]
Проще всего формализовать этот алгоритм рекурсивным способом. Функ­ция сортирует участок массива от элемента с номером a до элемен­та с номером b:
<pre>// r и l - правая и левая граница массива, m - середина  m = r / 2 // делим на 2 половины <tex> if m</tex> <tex>=</tex> = <tex>r</tex> <tex>/</tex> <tex>2</tex>  // условие выхода - если массив стал состоять из 1 элемента return<tex>if</tex> sort <tex>a[l..m</tex> <tex>==</tex> <tex>r</tex> <tex>return</tex> ] // рекурсивная сортировка правой и левой частей, в функцию передаются левая и правая границы массива <tex>sort</tex> <tex>a[l..m]</tex> <tex> sort</tex> <tex>a[m+1..r]</tex> // делаем процедуру слияния 2х отсортированных половонок <tex> merge</tex> <tex>(a[l..m]</tex> <tex>and</tex> <tex>, a[m+1..r]) // делаем процедуру слияния 2х отсортированных половинок</texpre>
Пример работы алгоритма показан на рисунке:
=Ссылки=
*[http://ru.wikipedia.org/wiki/Mergesort| Википедия - сортировка слиянием]*[http://iproc.ru/parallel-programming/lection-6/| Сортировка слиянием]*[http://www.sorting-algorithms.com/merge-sort| Сортировка слиянием, анимация и свойства (англ.)]*[http://ru.wikibooks.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80%D1%8B_%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8_%D1%81%D0%BE%D1%80%D1%82%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B8_%D1%81%D0%BB%D0%B8%D1%8F%D0%BD%D0%B8%D0%B5%D0%BC| Примеры реализации на различных языках (Википедия)]
[[Категория: Дискретная математика и алгоритмы]]
[[Категория: Сортировки]]
Анонимный участник

Навигация