Враховуючи набір елементів, що перестановка цих елементів призведе до гіршого випадку сортування злиття.
Асимптотично об'єднання сорту завжди займає (n log n), але випадки, які потребують більше порівнянь, як правило, займає більше часу на практиці. Нам в основному потрібно знайти перестановку вхідних елементів, що призведе до максимальної кількості порівнянь при сортуванні за допомогою типового алгоритму сортування злиття.
Приклад:
Consider the below set of elements
{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16}
Below permutation of the set causes 153
comparisons.
{1 9 5 13 3 11 7 15 2 10 6
14 4 12 8 16}
And an already sorted permutation causes
30 comparisons.
Тепер, як отримати найгірший вхід для сортування MERGE для набору введення?
Дозволяє нам спробувати побудувати масив знизу вгору
Нехай відсортований масив буде {12345678}.
Для того, щоб створити найгірший випадок об'єднання, сортувати операцію злиття, що призвело до того, що вище сортований масив повинен призвести до максимального порівняння. Для того, щоб зробити це лівим та правим підшерстом, що бере участь в операції злиття, повинен зберігати альтернативні елементи сортованого масиву. тобто лівий суб-мастер повинен бути {1357}, а правий підзапрям повинен бути {2468}. Тепер кожен елемент масиву буде порівнюватись при-ланці один раз, і це призведе до максимальних порівнянь. Ми також застосовуємо ту саму логіку для лівого та правого підзапруження. Для масиву {1357} найгірший випадок буде, коли його лівий і правий підзапрям буде {15} та {37} відповідно і для масиву {2468} Найгірший випадок відбудеться для {24} та {68}.
Повний алгоритм -
GenerateWorstcase (Arr [])
- Створіть два допоміжні масиви зліва та праворуч та зберігайте в них альтернативні елементи масиву.
- Call GenerateWorstCase для лівого підрозділу: GenerateWorstCase (зліва)
- Call GenerateWorstCase для правого підрозділу: GenerateWorstCase (праворуч)
- Скопіюйте всі елементи лівих та правих підрозділів назад до оригінального масиву.
Нижче наведено реалізацію ідеї
C++// C++ program to generate Worst Case // of Merge Sort #include
// C program to generate Worst Case of Merge Sort #include
// Java program to generate Worst Case of Merge Sort import java.util.Arrays; class GFG { // Function to join left and right subarray static void join(int arr[] int left[] int right[] int l int m int r) { int i; for (i = 0; i <= m - l; i++) arr[i] = left[i]; for (int j = 0; j < r - m; j++) arr[i + j] = right[j]; } // Function to store alternate elements in left // and right subarray static void split(int arr[] int left[] int right[] int l int m int r) { for (int i = 0; i <= m - l; i++) left[i] = arr[i * 2]; for (int i = 0; i < r - m; i++) right[i] = arr[i * 2 + 1]; } // Function to generate Worst Case of Merge Sort static void generateWorstCase(int arr[] int l int r) { if (l < r) { int m = l + (r - l) / 2; // create two auxiliary arrays int[] left = new int[m - l + 1]; int[] right = new int[r - m]; // Store alternate array elements in left // and right subarray split(arr left right l m r); // Recurse first and second halves generateWorstCase(left l m); generateWorstCase(right m + 1 r); // join left and right subarray join(arr left right l m r); } } // driver program public static void main (String[] args) { // sorted array int arr[] = { 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 }; int n = arr.length; System.out.println('Sorted array is'); System.out.println(Arrays.toString(arr)); // generate Worst Case of Merge Sort generateWorstCase(arr 0 n - 1); System.out.println('nInput array that will result in n'+ 'worst case of merge sort is n'); System.out.println(Arrays.toString(arr)); } } // Contributed by Pramod Kumar
# Python program to generate Worst Case of Merge Sort # Function to join left and right subarray def join(arr left right l m r): i = 0; for i in range(m-l+1): arr[i] = left[i]; i+=1; for j in range(r-m): arr[i + j] = right[j]; # Function to store alternate elements in left # and right subarray def split(arr left right l m r): for i in range(m-l+1): left[i] = arr[i * 2]; for i in range(r-m): right[i] = arr[i * 2 + 1]; # Function to generate Worst Case of Merge Sort def generateWorstCase(arr l r): if (l < r): m = l + (r - l) // 2; # create two auxiliary arrays left = [0 for i in range(m - l + 1)]; right = [0 for i in range(r-m)]; # Store alternate array elements in left # and right subarray split(arr left right l m r); # Recurse first and second halves generateWorstCase(left l m); generateWorstCase(right m + 1 r); # join left and right subarray join(arr left right l m r); # driver program if __name__ == '__main__': # sorted array arr = [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16]; n = len(arr); print('Sorted array is'); print(arr); # generate Worst Case of Merge Sort generateWorstCase(arr 0 n - 1); print('nInput array that will result in n' + 'worst case of merge sort is '); print(arr); # This code contributed by shikhasingrajput
// C# program to generate Worst Case of // Merge Sort using System; class GFG { // Function to join left and right subarray static void join(int []arr int []left int []right int l int m int r) { int i; for (i = 0; i <= m - l; i++) arr[i] = left[i]; for (int j = 0; j < r - m; j++) arr[i + j] = right[j]; } // Function to store alternate elements in // left and right subarray static void split(int []arr int []left int []right int l int m int r) { for (int i = 0; i <= m - l; i++) left[i] = arr[i * 2]; for (int i = 0; i < r - m; i++) right[i] = arr[i * 2 + 1]; } // Function to generate Worst Case of // Merge Sort static void generateWorstCase(int []arr int l int r) { if (l < r) { int m = l + (r - l) / 2; // create two auxiliary arrays int[] left = new int[m - l + 1]; int[] right = new int[r - m]; // Store alternate array elements // in left and right subarray split(arr left right l m r); // Recurse first and second halves generateWorstCase(left l m); generateWorstCase(right m + 1 r); // join left and right subarray join(arr left right l m r); } } // driver program public static void Main () { // sorted array int []arr = { 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 }; int n = arr.Length; Console.Write('Sorted array isn'); for(int i = 0; i < n; i++) Console.Write(arr[i] + ' '); // generate Worst Case of Merge Sort generateWorstCase(arr 0 n - 1); Console.Write('nInput array that will ' + 'result in n worst case of' + ' merge sort is n'); for(int i = 0; i < n; i++) Console.Write(arr[i] + ' '); } } // This code is contributed by Smitha
<script> // javascript program to generate Worst Case // of Merge Sort // Function to print an array function printArray(Asize) { for(let i = 0; i < size; i++) { document.write(A[i] + ' '); } } // Function to join left and right subarray function join(arrleftrightlmr) { let i; for(i = 0; i <= m - l; i++) arr[i] = left[i]; for(let j = 0; j < r - m; j++) { arr[i + j] = right[j]; } } // Function to store alternate elements in // left and right subarray function split(arrleftrightlmr) { for(let i = 0; i <= m - l; i++) left[i] = arr[i * 2]; for(let i = 0; i < r - m; i++) right[i] = arr[i * 2 + 1]; } // Function to generate Worst Case // of Merge Sort function generateWorstCase(arrlr) { if (l < r) { let m = l + parseInt((r - l) / 2 10); // Create two auxiliary arrays let left = new Array(m - l + 1); let right = new Array(r - m); left.fill(0); right.fill(0); // Store alternate array elements // in left and right subarray split(arr left right l m r); // Recurse first and second halves generateWorstCase(left l m); generateWorstCase(right m + 1 r); // Join left and right subarray join(arr left right l m r); } } let arr = [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ]; let n = arr.length; document.write('Sorted array is' + ''); printArray(arr n); // Generate Worst Case of Merge Sort generateWorstCase(arr 0 n - 1); document.write('' + 'Input array that will result ' + 'in worst case of merge sort is' + ''); printArray(arr n); // This code is contributed by vaibhavrabadiya117. </script>
Вихід:
Sorted array is
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Input array that will result in worst
case of merge sort is
1 9 5 13 3 11 7 15 2 10 6 14 4 12 8 16
Складність часу: o (n logn)
Допоміжний простір: o (n)
Список літератури - Переповнення стека