Разница между быстрой сортировкой и сортировкой слиянием

Сортировка элементов в списке является повседневной задачей и часто отнимает много времени. Термин сортировка обычно относится к расположению элементов в списке в порядке возрастания или убывания на основе предварительно определенного отношения порядка. Сортировка часто предназначена для поиска, что является его еще одним фундаментальным видом деятельности при обработке данных. Представьте себе, как трудно было бы найти слово в словаре, если бы слова в нем не были упорядочены или отсортированы. По этой причине записи в словаре хранятся в стандартном алфавитном порядке. Многочисленные задачи и вычисления становятся проще без сортировки. И вот тут-то и появляются алгоритмы сортировки.

Алгоритм сортировки - это не что иное, как метод организации элементов списка в определенный порядок, например, значение от наименьшего к наибольшему, значение от наименьшего к наименьшему, возрастающий порядок, убывающий порядок, алфавитный и т. Д. Наиболее часто используемые порядки Числовой и лексикографический порядок. Алгоритмы часто используют сортировку в качестве ключевой подпрограммы. Существует множество алгоритмов сортировки, каждый из которых использует богатый набор методов. Одним из таких популярных, но не менее мощных алгоритмов является алгоритм «Разделяй и властвуй», который основан на многоразветвленной рекурсии. Быстрая сортировка и сортировка слиянием - это два часто используемых алгоритма, основанные на алгоритме «разделяй и властвуй».

Что такое быстрая сортировка?

Быстрая сортировка - это высокоэффективный, но эффективный алгоритм сортировки, основанный на подходе «разделяй и властвуй», который очень похож на динамический подход, при котором задача делится на две или более подзадач и затем рекурсивно решается. Если размер подзадач достаточно мал, то они решаются просто и без проблем. Также называемый сортировкой по разделу, алгоритм быстрой сортировки разделяет список на три основные части: 1) элемент сводки (центральные элементы), 2) элементы меньше, чем стержень, и 3) элементы, превышающие стержень. Сам поворот перемещается между двумя группами в конечное положение, а затем БЫСТРАЯ СОРТА применяется рекурсивно.

Что такое сортировка слиянием?

Merge Sort - это еще один универсальный алгоритм сортировки, основанный на методе «разделяй и властвуй». Это один из наиболее уважаемых и популярных алгоритмов сортировки, разработанный для эффективного использования для сортировки данных, которые хранятся в файле извне. Он предлагает O (n log n) поведение в худшем случае при использовании O (n) дополнительного хранилища. Он делит коллекцию «А» на две меньшие коллекции, каждая из которых затем сортируется. На последнем этапе эти две отсортированные коллекции объединяются в одну коллекцию размером n. Это будет отсортированный список. Алгоритм довольно быстрый, а также стабильный, и идеально подходит для связанных списков.

Разница между быстрой сортировкой и сортировкой слиянием

основы

- И быстрая сортировка, и сортировка слиянием являются алгоритмами сортировки на основе принципа «разделяй и властвуй» с одним и тем же базовым принципом - делить задачу на две или более подзадач и затем рекурсивно решать их. Тем не менее, они отличаются в процедурах слияния и с точки зрения производительности. Быстрая сортировка обычно лучше и быстрее, чем другие алгоритмы сортировки, включая сортировку слиянием, когда речь идет о небольшом наборе данных, тогда как сортировка слиянием поддерживает согласованность независимо от типа наборов данных. Быстрая сортировка идеально подходит для массивов, тогда как сортировка слиянием идеально подходит для связанных списков.

Космическая сложность

- Сортировка в алгоритме быстрой сортировки выполняется рекурсивно, и для каждого рекурсивного вызова требуется место в стеке. Он не требует дополнительного пространства для объединения, за исключением одного пространства памяти для объединения. Поскольку это алгоритм сортировки на месте, для выполнения сортировки не требуется дополнительного пространства. Фактически, он использует один и тот же массив при делении и объединении массива. В сортировке слиянием, с другой стороны, есть несколько способов представления данных в файле или в массиве, поэтому для него требуются такие рабочие области, как вложенные файлы или массивы одинакового размера, которые требуют дополнительного пространства..

Сложность в худшем случае

- Наихудший вариант поведения для быстрой сортировки возникает, когда разделение разбалансировано, что зависит от того, какие элементы используются для разделения, и в этом случае алгоритм работает асимптотически так же медленно, как и сортировка вставкой. Наихудшая производительность быстрой сортировки - O (n²) и оставлено в качестве упражнения. Однако этого можно избежать, выбрав правильный шарнир. Наихудший случай сортировки слиянием, с другой стороны, возникает, когда он должен выполнить максимальное количество сравнений. Учитывая линейную производительность для слияния, худшая производительность сортировки слиянием равна O (n log₂ п).

Производительность

- Хотя алгоритмы быстрой сортировки и сортировки слиянием основаны на подходе «разделяй и властвуй» для сортировки, они отличаются методами, используемыми для выполнения процедур разделения и слияния. Для быстрой сортировки основная часть работы заключается в разбиении списка на два подсписка, которые выполняются до сортировки подсписков. Для сортировки слиянием основная часть работы заключается в объединении двух подсписков, которое происходит после сортировки подсписков. Сортировка слиянием требует временного массива для объединения двух подмассивов, в то время как для быстрой сортировки не требуется дополнительное пространство массива, что делает его более эффективным по сравнению с сортировкой Marge..

Быстрая сортировка против сортировки слиянием: Сравнительная таблица

Сводка быстрой сортировки против сортировки слиянием

Алгоритмы быстрой сортировки и сортировки слиянием основаны на подходе «разделяй и властвуй» для сортировки. Однако они отличаются методами, используемыми для выполнения процедур разделения и слияния. Они в основном работают по одному и тому же принципу - разделить проблему на две или более подзадачи и затем рекурсивно решить их. Сортировка слиянием эффективнее, чем быстрая сортировка в худшем случае, но в среднем они одинаково эффективны. Но быстрая сортировка более эффективна, чем сортировка слиянием. Таким образом, быстрая сортировка, несомненно, быстрее и лучше, чем сортировка слиянием, но становится неэффективной в нескольких ситуациях, например, когда речь идет о сравнениях..