Unterschied zwischen Schnellsortierung und Zusammenführungssortierung

Das Sortieren von Elementen in einer Liste ist eine banale Aufgabe und oft zeitaufwändig. Der Begriff Sortierung bezieht sich im Allgemeinen auf das Anordnen der Elemente in einer Liste in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge basierend auf einer vorgegebenen Reihenfolge. Die Sortierung ist häufig für die Suche vorgesehen, was eine weitere grundlegende Aktivität in der Datenverarbeitung darstellt. Stellen Sie sich vor, wie schwierig es gewesen wäre, ein Wort in einem Wörterbuch zu suchen, wenn die Wörter darin nicht organisiert oder sortiert worden wären. Dies ist der Grund, warum Einträge in einem Wörterbuch in einer alphabetischen Standardreihenfolge gehalten werden. Zahlreiche Aufgaben und Berechnungen werden durch einfaches Sortieren mühelos. Und hier kommen Sortieralgorithmen ins Spiel.

Ein Sortieralgorithmus ist nichts anderes als eine Methode zum Ordnen von Elementen einer Liste in einer bestimmten Reihenfolge, z. B. niedrigster bis höchster Wert, höchster bis niedrigster Wert, zunehmende Reihenfolge, abnehmende Reihenfolge, alphabetisch usw. Die am häufigsten verwendeten Reihenfolgen sind numerisch und lexikographisch geordnet. Algorithmen verwenden häufig die Sortierung als Schlüsselunterprogramm. Es gibt eine Vielzahl von Sortieralgorithmen, die überall verwendet werden, wobei jeder eine Vielzahl von Techniken verwendet. Ein solcher populärer, aber gleichermaßen leistungsfähiger Algorithmus ist der Divide and Conquer-Algorithmus, ein Algorithmus, der auf einer mehrfach verzweigten Rekursion basiert. Schnelles Sortieren und Zusammenführen Sortieren sind die zwei häufig verwendeten Algorithmen, die auf dem Divide- und Conquer-Algorithmus basieren.

Was ist die schnelle Sortierung??

Quick Sort ist ein hocheffizienter und dennoch effektiver Sortieralgorithmus, der auf dem Divide-and-Conquer-Ansatz basiert, der dem dynamischen Ansatz sehr ähnlich ist, bei dem ein Problem in zwei oder mehr Unterprobleme unterteilt und anschließend rekursiv gelöst wird. Wenn die Größe der Unterprobleme klein genug ist, werden sie einfach und unkompliziert gelöst. Der schnelle Sortieralgorithmus, auch Partitionsaustausch-Sortierung genannt, unterteilt die zu sortierende Liste in drei Hauptteile: 1) Pivot-Element (zentrale Elemente), 2) weniger Elemente als der Pivot und 3) größere Elemente als der Pivot. Der Drehpunkt selbst wird zwischen den beiden Gruppen in seine Endposition bewegt und QUICK SORT wird dann rekursiv angewendet.

Was ist Mergesort??

Merge Sort ist ein weiterer allgemeiner Sortieralgorithmus, der auf der Divide- und Conquer-Technik basiert. Hierbei handelt es sich um einen der angesehensten und beliebtesten Sortieralgorithmen, der effizient zum Sortieren von Daten verwendet wird, die extern in einer Datei gespeichert sind. Es bietet im schlimmsten Fall ein O (n log n) -Verhalten, während O (n) zusätzlicher Speicher verwendet wird. Es teilt eine Sammlung 'A' in zwei kleinere Sammlungen auf, von denen jede sortiert wird. In der letzten Phase werden diese beiden sortierten Sammlungen zu einer einzigen Sammlung der Größe n zusammengeführt. Dies wird die sortierte Liste sein. Der Algorithmus ist ziemlich schnell und auch stabil und wird idealerweise für verknüpfte Listen bevorzugt.

Unterschied zwischen Schnellsortierung und Zusammenführungssortierung

Grundlagen

- Bei Quick Sort und Merge Sort handelt es sich um auf Divide-and-Conquer-basierende Sortieralgorithmen mit dem gleichen Grundprinzip: Sie unterteilen ein Problem in zwei oder mehr Unterprobleme und lösen diese anschließend rekursiv. Sie unterscheiden sich jedoch in den Zusammenführungsverfahren und in der Leistung. Die schnelle Sortierung ist im Allgemeinen besser und schneller als andere Sortieralgorithmen, einschließlich der Sortierreihenfolge, wenn es sich um kleine Datensätze handelt, während die Sortierreihenfolge die Konsistenz unabhängig von der Art der Datensätze beibehält. Die schnelle Sortierung wird idealerweise für Arrays bevorzugt, während die Zusammenführungssortierung für verknüpfte Listen ideal ist.

Raumkomplexität

- Die Sortierung im Schnellsortieralgorithmus wird rekursiv durchgeführt, und für jeden rekursiven Aufruf ist ein Stackplatz erforderlich. Es ist kein zusätzlicher Speicherplatz für das Zusammenführen erforderlich, außer ein einzelner Speicherplatz für das Zusammenführen. Da es sich um einen In-Place-Sortieralgorithmus handelt, ist für die Sortierung kein zusätzlicher Speicherplatz erforderlich. Tatsächlich verwendet es dasselbe Array, während es das Array teilt und zusammenführt. Bei der Sortierreihenfolge gibt es dagegen mehrere Möglichkeiten, Daten in einer Datei oder als Array darzustellen. Daher sind Arbeitsbereiche wie Sub-Files oder Arrays derselben Größe erforderlich, die zusätzlichen Speicherplatz erfordern.

Worst-Case-Komplexität

- Das ungünstigste Verhalten für die Schnellsortierung tritt auf, wenn die Partitionierung nicht ausgewogen ist. Dies hängt davon ab, welche Elemente für die Partitionierung verwendet werden. In diesem Fall wird der Algorithmus asymptotisch so langsam wie die Einfügesortierung ausgeführt. Die ungünstigste Leistung der Schnellsortierung ist O (n²) und bleibt als Übung übrig. Dies kann jedoch durch die Wahl des richtigen Pivots vermieden werden. Der ungünstigste Fall von Merge Sort tritt auf, wenn die maximale Anzahl von Vergleichen durchgeführt werden muss. In Anbetracht der linearen Leistung für das Zusammenführen ist die schlechteste Leistung der Zusammenführungssortierung O (n log)₂ n).

Performance

- Obwohl sowohl der Schnellsortier-Algorithmus als auch der Mischsortieralgorithmus auf dem Divide- und Conquer-Ansatz für das Sortieren basieren, unterscheiden sie sich durch die Methoden, die zum Durchführen der Split- und der Merge-Prozedur verwendet werden. Bei der schnellen Sortierung besteht die Hauptarbeit darin, die Liste in zwei Unterlisten aufzuteilen, die vor dem Sortieren der Unterlisten erfolgen. Bei Merge Sort besteht der Hauptteil der Arbeit darin, zwei Unterlisten zusammenzuführen, die nach dem Sortieren der Unterlisten erfolgen. Merge Sort erfordert ein temporäres Array zum Zusammenführen von zwei Unter-Arrays, während für Quick Sort kein zusätzlicher Array-Speicherplatz erforderlich ist. Dadurch wird der Platz effizienter als bei Marge Sort.

Schnelle Sortierung vs. Zusammenführungssortierung: Vergleichstabelle

Zusammenfassung der Schnellen Sortierung vs.

Sowohl der Schnellsortier- als auch der Merge-Sortier-Algorithmus basieren auf dem Divide- und Conquer-Ansatz für die Sortierung. Sie unterscheiden sich jedoch durch die Methoden, die zum Ausführen der Teilungs- und Zusammenführungsprozeduren verwendet werden. Sie arbeiten grundsätzlich nach dem gleichen Prinzip - ein Problem in zwei oder mehr Unterprobleme aufzuteilen und dann rekursiv zu lösen. Die Zusammenführungssortierung ist im schlimmsten Fall effizienter als die Schnellsortierung, im Durchschnitt sind beide jedoch gleich effizient. Schnelle Sortierung ist jedoch platzsparender als Merge Sort. Quick Sort ist also zweifellos schneller und besser als Merge Sort, wird jedoch in wenigen Situationen, beispielsweise beim Vergleich, ineffizient.