Rychlé třídění vs. Slučovací třídění: Rozdíl a srovnání

Třídění je metoda používaná k uspořádání prvků ve správném pořadí. Je to technika používaná v datových strukturách a algoritmech. Třídění lze provádět mnoha způsoby.

Quicksort i Merge Sort používají k třídění prvků metodu rozděl a panuj. Je to metoda, kdy prvky rozdělíme na dva a po přeskupení prvků je spojíme. 

Key Takeaways

1. Rychlé řazení je třídicí algoritmus, který používá prvek pivotu k rozdělení pole na dva oddíly a rekurzivně je seřadí. Naproti tomu Merge Sort rozdělí pole na dvě poloviny, seřadí je samostatně a sloučí.
2. Rychlé řazení má v nejhorším případě časovou složitost O(n^2), ale v průměru má časovou složitost O(n log n), zatímco slučovací řazení má zaručenou časovou složitost O(n log n).
3. Rychlé třídění je místní třídicí algoritmus, což znamená, že nevyžaduje další paměť, zatímco slučovací třídění vyžaduje další paměť pro uložení dočasných polí během kroku sloučení.

Rychlé řazení vs. Sloučit řazení

Rychlé třídění je třídění algoritmus který používá přístup rozděl a panuj k řazení pole nebo seznamu prvků. Rychlé třídění je efektivní a v praxi se používá. Merge sort je algoritmus rozděl a panuj, který rozděluje pole na dvě poloviny. Je to užitečné pro velké soubory dat.

Při rychlém řazení si vyberete libovolný náhodný prvek a pojmenujete jej jako pivot. Toto je prvek, který rozdělí nebo rozdělí pole, pokud si nejste jisti, který prvek by měl být považován za pivot.

Poté můžete přejít na první prvek jako prvek pivotu. Nejhorší případ je o (n^2). Průměrný případ je o (n log n). Nejlepší případ je o (n).  

Merge sort je jedním z nejčastěji používaných a respektovaných algoritmů v datových strukturách. Oproti quicksortu má díky své časové náročnosti mnoho výhod. Nejhorší případ je o (n log n). Průměrný případ je o (n log n). Nejlepší případ je o (n log n).

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	Rychlé třídění	Sloučit třídění
Definice	Je to jeden z třídicích algoritmů, které mají zařadit prvky do pořadí.	Je to algoritmus používaný k třídění prvků jejich porovnáváním.
space	Využívá minimální prostor.	Využívá více prostoru.
Efektivita pole	Je dobré pracovat s menšími poli.	Dokáže pracovat se všemi typy polí.
Pracovní rychlost	U menších souborů dat bude fungovat rychleji.	Udržuje stejnou rychlost pro všechny datové sady.
Způsob řazení	Používá interní třídění.	Používá externí třídění.

Co je rychlé třídění?

Při rychlém výběru pivotu je prvek velmi důležitý pro vyřešení problému. Jedna jednoduchá chyba zabere více času. Jakmile dokončíte proces rozdělení, rozdělte prvky na dva.

Například jeden řádek by měl obsahovat prvky, které jsou menší než pivot, a druhý řádek by měl obsahovat prvky větší než pivot.

Dalším krokem je pak rekurzivní třídění prvků. Sekce zcela vlevo se nazývá levý oddíl. Sekce zcela vpravo se nazývá pravý oddíl. Rozdělení problému na dva znamená, že jej redukujete na lineární časovou hranici. To je důvodem jeho průměrné časové náročnosti. 

Rychlé třídění se používá, když si myslíte, že máte velmi málo prvků. Protože když se to pokusíte seřadit s velkým počtem prvků, můžete udělat chybu, když to zkusíte udělat poprvé. Řešení problému u větších prvků také zabere více času. 

Je to jednodušší metoda, protože vyžaduje omezené množství prostoru a určité dobré znalosti. Prvek pivot porovnává prvek také s levou a pravou stranou. Dělalo to tak, dokud nebyly všechny prvky správně uspořádány objednat. 

Co je Merge Sort?

Merge Sort je algoritmus založený na porovnání. Stále zachovává pořadí prvků i po seřazení. Používá se k rozdělení pole na dvě části. Seřadí každé pole a poté je spojí dohromady. Tato technika třídění vyžaduje další paměťový prostor pro třídění pomocného pole.

Protože se tím prvek znovu a znovu rozděluje, dokud se nestane jedním, tato technika zkracuje dobu třídění. Tato metoda používá tři pole. První dvě pole se používají pro uložení poloviny prvků. Poté další slouží k uložení konečného seřazeného seznamu polí. 

Po tomto procesu bude každé pole rekurzivně tříděno. Jedním z klíčových kroků při řazení sloučení je, že musíte identifikovat zarážky. Jde v podstatě o identifikaci vzestupné resp klesající číslo v sadě prvků. Poté je uložte do pole a nakonec je sloučte pomocí technik.

Merge sort je skvělé místo, kde začít s procesem rozděl a panuj. Nevýhodou je, že musí všechny prvky podpole vytvořit v samostatné rekurzivní buňce, ale odpověď bude přesná. Jedním z důležitých konceptů souvisejících s algoritmem řazení sloučení je metoda inverze.

Hlavní rozdíly mezi rychlým řazením a slučovacím řazením

1. Merge Sort vám dává přesnou hodnotu bez ohledu na velký počet prvků, ale zabírá více místa k výpočtu než rychlé třídění. 
2. Merge sort je o něco rychlejší ve srovnání s quicksortem.
3. Quicksort je většinou založen na záměně prvků. Na druhou stranu je slučovací řazení založeno na slučování setříděných polí.
4. Quicksort vyžaduje nějakou další paměť pro rekurzi. Ale řazení Merge vyžaduje další paměť jak pro rekurze, tak pro slučování.
5. Quicksort je při řešení problému rychlejší ve srovnání se sloučením, protože vyžaduje prostor.

Reference

1. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-540-87744-8_21
2. https://www.mdpi.com/2073-8994/9/9/176

Poslední aktualizace: 12. července 2023