クイックソートとマージソート: 違いと比較

並べ替えは、要素を適切な順序で並べるために使用される方法です。 これは、データ構造とアルゴリズムで使用される手法です。 並べ替えは、多くの方法を使用して実行できます。

クイックソートとマージソートは両方とも分割統治法を使用して要素を並べ替えます。 要素をXNUMXつに分割し、要素を並べ替えて結合する方法です。 

主要な取り組み

1. クイック ソートは、ピボット要素を使用して配列を XNUMX つのパーティションに分割し、それらを再帰的にソートするソート アルゴリズムです。 対照的に、Merge Sort は配列を XNUMX つに分割し、別々に並べ替えてからマージします。
2. クイック ソートの最悪の場合の時間計算量は O(n^2) ですが、平均すると O(n log n) の時間計算量になりますが、マージ ソートでは O(n log n) の時間計算量が保証されます。
3. クイック ソートはインプレース ソート アルゴリズムです。つまり、追加のメモリは必要ありませんが、マージ ソートでは、マージ ステップ中に一時配列を格納するために追加のメモリが必要です。

クイックソートとマージソート

クイック ソートは、分割統治法を使用して配列または要素のリストをソートするソート アルゴリズムです。クイック ソートは効率的で、実際に使用されています。マージ ソートは、配列を 2 つに分割する分割統治法アルゴリズムです。大規模なデータ セットに役立ちます。

クイック ソートでは、任意の要素をランダムに選択し、ピボットという名前を付けます。 どの要素をピボットとして取得するか迷った場合、これは配列を分割またはパーティション化する要素です。

次に、最初の要素をピボット要素として選択できます。 最悪のケースは o (n^2) です。 平均的なケースは o (n log n) です。 最良のケースは o (n) です。  

マージ ソートは、データ構造で最も頻繁に使用され、評価されているアルゴリズムの XNUMX つです。 時間がかかるため、クイックソートと比較すると多くの利点があります。 最悪のケースは o (n log n) です。 平均的なケースは o (n log n) です。 最良のケースは o (n log n) です。

比較表

比較のパラメータ	クイックソート	マージソート
定義	要素を順番に配置するのは、ソートアルゴリズムの XNUMX つです。	これは、要素を比較して並べ替えるために使用されるアルゴリズムです。
スペース	最小限のスペースを使用します。	より多くのスペースを使用します。
アレイ効率	より小さな配列で作業するのは良いことです。	すべてのタイプの配列で機能します。
作業スピード	小さいデータセットの場合、より高速に動作します。	すべてのデータセットで同じ速度を維持します。
選別方法	内部ソートを使用します。	外部ソートを使用します。

クイックソートとは？

ピボットを選択するクイックソートでは、要素は問題を解決するために非常に重要です。 XNUMX つの単純なミスで、さらに時間がかかります。 分割処理が完了したら、要素を XNUMX つに分割します。

たとえば、XNUMX つの行にはピボットより小さい要素が含まれ、もう XNUMX つの行にはピボットより大きい要素が含まれる必要があります。

次に、要素を再帰的に並べ替えます。 一番左のセクションは左パーティションと呼ばれます。 一番右のセクションは右パーティションと呼ばれます。 問題を XNUMX つに分割するということは、問題を線形の時間制限に短縮することを意味します。 これが平均時間の複雑さの理由です。 

クイック ソートは、要素がほとんどないと思われる場合に使用します。 なぜなら、要素数が多い並べ替えをしようとすると、初めてやろうとすると間違えてしまう可能性があるからです。 また、要素が大きくなると問題を解決するのに時間がかかります。 

これは、限られたスペースとある程度の知識を必要とする、より簡単な方法です。ピボット要素は、要素をその左側と右側とも比較します。すべての要素が適切な順序で配置されるまで、これを実行していました。 

マージソートとは何ですか？

マージ ソートは、比較ベースのアルゴリズムです。 ソート後も要素の順序は保持されます。 アレイを XNUMX つのセクションに分割するために使用されます。 各配列を並べ替えてから、それらを結合します。 この並べ替え手法では、補助配列を並べ替えるために追加のメモリ領域が必要になります。

これにより、要素が XNUMX つになるまで何度も分割されるため、ソート時間が短縮されます。 このメソッドでは XNUMX つの配列を使用します。 最初の XNUMX つの配列は、要素の半分を格納するために使用されます。 次に、次の配列は、最終的に並べ替えられた配列リストを保存するために使用されます。 

このプロセスの後、各配列は再帰的にソートされます。 マージ ソートの重要な手順の XNUMX つは、ブレークポイントを特定する必要があることです。 それは基本的に昇順または 降順 要素のセット内の番号。 次に、それらを配列に格納し、最後にテクニックを使用してそれらをマージします。

マージ ソートは、分割統治プロセスを開始するのに最適な場所です。 欠点は、サブ配列のすべての要素を個別の再帰セルに作成する必要があることですが、答えは正確です。 マージ ソート アルゴリズムに関連する重要な概念の XNUMX つに反転法があります。

クイックソートとマージソートの主な違い

1. マージ ソートでは、多数の要素に関係なく正確な値が得られますが、クイック ソートよりも計算に多くのスペースが必要です。 
2. クイックソートと比較すると、マージソートは多少高速です。
3. クイックソートは、主に要素の交換に基づいています。 一方、マージソートは、ソートされた配列のマージに基づいています。
4. クイックソートでは、再帰のために追加のメモリが必要です。 ただし、マージソートでは、再帰とマージの両方に追加のメモリが必要です。
5. スペースが必要なため、問題を解決する際にマージソートと比較すると、クイックソートの方が高速です。

参考情報

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