logo

TechCodeview

Sorteeralgoritmen

A Sorteeralgoritme wordt gebruikt om een ​​gegeven array of lijst met elementen te herschikken volgens een vergelijkingsoperator voor de elementen. De vergelijkingsoperator wordt gebruikt om de nieuwe volgorde van elementen in de respectieve datastructuur te bepalen.

Bijvoorbeeld: De onderstaande lijst met tekens is gesorteerd in oplopende volgorde van hun ASCII-waarden. Dat wil zeggen dat het teken met een lagere ASCII-waarde eerst wordt geplaatst dan het teken met een hogere ASCII-waarde.



Inhoudsopgave

Wat is sorteren?

Sorteren verwijst naar de herschikking van een gegeven array of lijst met elementen volgens een vergelijkingsoperator voor de elementen. De vergelijkingsoperator wordt gebruikt om de nieuwe volgorde van elementen in de betreffende datastructuur te bepalen. Sorteren betekent het opnieuw ordenen van alle elementen, in oplopende of in aflopende volgorde.



Sorteerterminologie:

  • Sortering ter plaatse: Er wordt gebruik gemaakt van een in-place sorteeralgoritme constante ruimte voor het produceren van de uitvoer (past alleen de gegeven array aan). Het sorteert de lijst alleen door de volgorde van de elementen in de lijst te wijzigen. Voorbeelden: Selectiesortering, Bellensortering, Invoegsortering en Heapsortering.
  • Interne sortering: Bij interne sortering worden alle gegevens in de hoofd geheugen of intern geheugen . Bij interne sortering kan het probleem geen input verwerken die groter is dan de omvang ervan. Voorbeeld: heap sorteren, bellen sorteren, selectie sorteren, snel sorteren, shell sorteren, invoeg sorteren.
  • Externe sortering: Bij extern sorteren kunnen niet alle gegevens die moeten worden gesorteerd tegelijk in het geheugen worden geplaatst. Het sorteren wordt extern sorteren genoemd. Voor de enorme hoeveelheid gegevens wordt extern sorteren gebruikt. Voorbeelden: samenvoegsortering, tagsortering, polyfase-sortering, vier tape-sortering, externe radix-sortering, etc.
  • Stabiele sortering: Wanneer twee dezelfde gegevens verschijnen in de dezelfde volgorde in gesorteerde gegevens zonder hun positie te veranderen, wordt stabiele sortering genoemd. Voorbeelden: samenvoegsortering, invoegsortering, bellensortering.
  • Onstabiele sortering: Wanneer twee dezelfde gegevens verschijnen in de verschillend volgorde in gesorteerde gegevens wordt dit onstabiele sortering genoemd. Voorbeelden: Snel sorteren, Heap sorteren, Shell sorteren .

Kenmerken van sorteeralgoritmen:

  • Tijdcomplexiteit: Tijdcomplexiteit, een maatstaf voor hoe lang het duurt om een ​​algoritme uit te voeren, wordt gebruikt om sorteeralgoritmen te categoriseren. De worstcase-, gemiddelde- en best-case-prestaties van een sorteeralgoritme kunnen worden gebruikt om de tijdscomplexiteit van het proces te kwantificeren.
  • Ruimtecomplexiteit: Sorteeralgoritmen hebben ook ruimtecomplexiteit, wat de hoeveelheid geheugen is die nodig is om het algoritme uit te voeren.
  • Stabiliteit: Een sorteeralgoritme is stabiel als de relatieve volgorde van gelijke elementen na het sorteren behouden blijft. Dit is belangrijk in bepaalde toepassingen waarbij de oorspronkelijke volgorde van gelijke elementen moet worden gehandhaafd.
  • Sortering ter plaatse: Een in-place sorteeralgoritme is een algoritme dat geen extra geheugen nodig heeft om de gegevens te sorteren. Dit is belangrijk wanneer het beschikbare geheugen beperkt is of wanneer de gegevens niet kunnen worden verplaatst.
  • Aanpassingsvermogen: Een adaptief sorteeralgoritme is een algoritme dat gebruik maakt van de reeds bestaande volgorde in de gegevens om de prestaties te verbeteren.

Toepassingen van sorteeralgoritmen:

  • Algoritmen zoeken: Sorteren is vaak een cruciale stap in zoekalgoritmen zoals binair zoeken en Ternair zoeken, waarbij de gegevens moeten worden gesorteerd voordat naar een specifiek element wordt gezocht.
  • Gegevensbeheer: Het sorteren van gegevens maakt het gemakkelijker om te zoeken, op te halen en te analyseren.
  • Database-optimalisatie: Het sorteren van gegevens in databases verbetert de queryprestaties.
  • Machinaal leren: Sorteren wordt gebruikt om gegevens voor te bereiden voor het trainen van machine learning-modellen.
  • Gegevensanalyse: Sorteren helpt bij het identificeren van patronen, trends en uitschieters in datasets. Het speelt een cruciale rol bij statistische analyse, financiële modellering en andere datagestuurde gebieden.
  • Besturingssystemen: Sorteeralgoritmen worden in besturingssystemen gebruikt voor taken zoals taakplanning, geheugenbeheer en organisatie van bestandssystemen.

Basisprincipes van sorteeralgoritmen:

  • Inleiding tot sorteertechnieken – Tutorials voor gegevensstructuur en algoritmen
  • Toepassingen, voordelen en nadelen van sorteeralgoritme
  • Wat is een praktijkvoorbeeld van sorteren?
  • Wat is sorteren in DSA | Betekenis sorteren

Sorteeralgoritmen:

Bibliotheekimplementaties:

Gemakkelijke problemen bij het sorteren:

  • Sorteer elementen op frequentie
  • Sorteer een array van nullen, 1'en en 2'en
  • Sorteer nummers die op verschillende machines zijn opgeslagen
  • Sorteer een array in golfvorm
  • Controleer of twee intervallen elkaar overlappen binnen een gegeven reeks intervallen
  • Hoe sorteer ik een reeks datums in C/C++?
  • Tekenreeksen sorteren met behulp van Bubble Sort
  • Vind ontbrekende elementen van een bereik
  • Sorteer een array op basis van het aantal ingestelde bits
  • Sorteer even geplaatste elementen in oplopende en oneven geplaatste in afnemende volgorde
  • Sorteer een array wanneer twee helften zijn gesorteerd
  • Grote gehele getallen sorteren
  • Sorteer een gekoppelde lijst met nullen, 1'en en 2'en

Middelgrote problemen bij het sorteren:

  • Aantal inversies in array met behulp van samenvoegsortering
  • Zoek de minimale lengte van de ongesorteerde subarray, waarbij de sortering de volledige array sorteert
  • Sorteer een bijna gesorteerde (of K gesorteerde) array
  • Sorteer n getallen binnen het bereik van 0 tot n^2 – 1 in lineaire tijd
  • Sorteer een array volgens de volgorde die door een andere array is gedefinieerd
  • Zoek het punt waar de maximale intervallen elkaar overlappen
  • Zoek een permutatie die in het ergste geval een samenvoegsortering veroorzaakt
  • Sorteer de vector van paren in oplopende volgorde in C++
  • Minimale swaps om twee arrays identiek te maken
  • Chocoladedistributieprobleem
  • Permuteer twee arrays zodanig dat de som van elk paar groter of gelijk is aan K
  • Bucket Sorteren Om een ​​array met negatieve getallen te sorteren
  • Sorteer een matrix in oplopende volgorde
  • Converteer een array naar een gereduceerde vorm met behulp van Vector van paren
  • Kleinste verschiltriplet uit drie arrays
  • Controleer of het mogelijk is een array te sorteren waarbij voorwaardelijk wisselen van aangrenzend is toegestaan

Moeilijke problemen bij het sorteren:

  • Vind de Surpasser-telling van elk element in de array
  • Tel afzonderlijke gebeurtenissen als een subreeks
  • Tel het minimumaantal subsets (of subreeksen) met opeenvolgende getallen
  • Kies k array-elementen zodanig dat het verschil tussen maximum en minimum wordt geminimaliseerd
  • Minimale swap vereist om de binaire boom om te zetten in een binaire zoekboom
  • K-de kleinste element na het verwijderen van enkele gehele getallen uit natuurlijke getallen
  • Maximaal verschil tussen de frequentie van twee elementen, zodat het element met een grotere frequentie ook groter is
  • Minimale swaps om de gepermuteerde array te bereiken met maximaal 2 resterende posities swaps toegestaan
  • Zoek of het mogelijk is om array-elementen hetzelfde te maken met behulp van één extern nummer
  • Sorteer een array na het toepassen van de gegeven vergelijking
  • Print een reeks strings in gesorteerde volgorde zonder de ene string naar de andere te kopiëren

Snelle links:

  • ‘Oefenproblemen’ bij sorteren
  • ‘Quizzen’ over sorteren

Aanbevolen:

  • Leer datastructuur en algoritmen | DSA-zelfstudie