Giáo trình phân tích khả năng vận dụng quy trình sử dụng cấu trúc dữ liệu và giải thuật p9 ppt

Giáo trình: Cấu Trúc Dữ Liệu và Giải Thuật Trang: 43 B15: K2++ B16: IF (J2 > N2) //Đã chép hết các phần tử trong Temp2 Thực hiện B30 B17: Lặp lại B11 //Chép phần run còn lại trong Temp1 về M B18: IF (K1 > L) //Đã chép hết phần run còn lại trong Temp1 về M Lặp lại B4 B19: M[I] = Temp1[J1] B20: I++ B21: J1++ B22: K1++ B23: IF (J1 > N1) //Đã chép hết các phần tử trong Temp1 Thực hiện B25 B24: Lặp lại B18 //Chép các phần tử còn lại trong Temp2 về M B25: IF (J2>N2) Thực hiện Bkt B26: M[I] = Temp2[J2] B27: I++ B28: J2++ B29: Lặp lại B25 //Chép các phần tử còn lại trong Temp1 về M B30: IF (J1>N1) Thực hiện Bkt B31: M[I] = Temp1[J1] B32: I++ B33: J1++ B34: Lặp lại B30 Bkt: Kết thúc - Thuật toán sắp xếp trộn thẳng: B1: L = 1 //Chiều dài ban đầu của các run B2: IF (L ≥ N) //Dãy chỉ còn 01 run Thực hiện Bkt B3: Phân_Phối(M, N, Temp1, N1, Temp2, N2, L) B4: Trộn(Temp1, N1, Temp2, N2, M, N, L) B5: L = 2*L B6: Lặp lại B2 Bkt: Kết thúc - Cài đặt thuật toán: Hàm StraightMergeSort có prototype như sau: void StraightMergeSort(T M[], int N); Hàm thực hiện việc sắp xếp N phần tử có kiểu dữ liệu T trên mảng M theo thứ tự tăng dựa trên thuật toán sắp trộn trực tiếp. Hàm sử dụng các hàm Distribute, Merge có prototype và ý nghóa như sau: void Distribute(T M[], int N, T Temp1[], int &N1, T Temp2[], int &N2, int L); Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . Giáo trình: Cấu Trúc Dữ Liệu và Giải Thuật Trang: 44 Hàm thực hiện việc phân phối luân phiên các đường chạy có chiều dài L trên dãy M có N phần tử về thành các dãy Temp1 và Temp2 có tương ứng N1 và N2 phần tử. void Merge(T Temp1[], int N1, T Temp2[], int N2, T M[], int &N, int L); Hàm thực hiện việc trộn từng cặp tương ứng các đường chạy với độ dài L trên Temp1, Temp2 về dãy M thành các đường chạy có chiều dài 2*L. Nội dung của các hàm như sau: void Distribute(T M[], int N, T Temp1[], int &N1, T Temp2[], int &N2, int L) { int I = 0, J1 = 0, J2 = 0; while (I < N) { for(int K = 0; K<L && I<N; K++, I++, J1++) Temp1[J1] = M[I]; for(K = 0; K<L && I<N; K++, I++, J2++) Temp2[J2] = M[I]; } N1 = J1; N2 = J2; return; } //======================================================== void Merge(T Temp1[], int N1, T Temp2[], int N2, T M[], int &N, int L) { int I = 0, J1 = 0, J2 = 0, K1 = 0, K2 = 0; while (J1 < N1 && J2 < N2) { while (Temp1[J1] <= Temp2[J2] && J1 < N1 && J2 < N2) { M[I] = Temp1[J1]; I++; J1++; if (J1 == N1) { for (; J2 < N2; J2++, I++) M[I] = Temp2[J2]; return; } K1++; if (K1 == L) { for (; K2 < L && J2 < N2; K2++, I++, J2++) M[I] = Temp2[J2]; K1 = K2 = 0; break; } } while (Temp2[J2] < Temp1[J1] && J1 < N1 && J2 < N2) { M[I] = Temp2[J2]; I++; J2++; if (J2 == N2) { for (; J1 < N1; J1++, I++) M[I] = Temp1[J1]; Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . Giáo trình: Cấu Trúc Dữ Liệu và Giải Thuật Trang: 45 return; } K2++; if (K2 == L) { for (; K1 < L && J1 < N1; K1++, I++, J1++) M[I] = Temp1[J1]; K1 = K2 = 0; break; } } } while (J1 < N1) { M[I] = Temp1[J1]; I++; J1++; } while (J2 < N2) { M[I] = Temp2[J2]; I++; J2++; } N = N1 + N2; return; } //======================================================== void StraightMergeSort(T M[], int N) { int L = 1, N1 = 0, N2 = 0; T * Temp1 = new T[N]; T * Temp2 = new T[N]; if (Temp1 == NULL || Temp2 == NULL) return; while (L < N) { Distribute(M, N, Temp1, N1, Temp2, N2, L); Merge(Temp1, N1, Temp2, N2, M, N, L); L = 2*L; } delete Temp1; delete Temp2; return; } - Ví dụ minh họa thuật toán: Giả sử ta cần sắp xếp mảng M có 10 phần tử sau (N = 10): M: 41 36 32 47 65 21 52 57 70 50 Ta thực hiện các lần phân phối và trộn các phần tử của M như sau: Lần 1: L = 1 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . Giáo trình: Cấu Trúc Dữ Liệu và Giải Thuật Trang: 46 Phân phối M thành Temp1, Temp2: M: 41 36 32 47 65 21 52 57 70 50 Temp1:N1=5 41 32 65 52 70 Temp2:N2=5 36 47 21 57 50 Trộn Temp1, Temp2 thành M: Temp1:N1=5 41 32 65 52 70 Temp2:N2=5 36 47 21 57 50 M: 36 41 32 47 21 65 52 57 50 70 Lần 2: L = 2 Phân phối M thành Temp1, Temp2: M: 36 41 32 47 21 65 52 57 50 70 Temp1: N1=6 36 41 21 65 50 70 Temp2: N2=4 32 47 52 57 Trộn Temp1, Temp2 thành M: Temp1: N1=6 36 41 21 65 50 70 Temp2: N2=4 32 47 52 57 M: 32 36 41 47 21 52 57 65 50 70 Lần 3: L = 4 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . Giáo trình: Cấu Trúc Dữ Liệu và Giải Thuật Trang: 47 Phân phối M thành Temp1, Temp2: M: 32 36 41 47 21 52 57 65 50 70 Temp1:N1=6 32 36 41 47 50 70 Temp2: N2=4 21 52 57 65 Trộn Temp1, Temp2 thành M: Temp1:N1=6 32 36 41 47 50 70 Temp2: N2=4 21 52 57 65 M: 21 32 36 41 47 52 57 65 50 70 Lần 4: L = 8 Phân phối M thành Temp1, Temp2: M: 21 32 36 41 47 52 57 65 50 70 Temp1: N1=8 21 32 36 41 47 52 57 65 Temp2: N2=2 50 70 Trộn Temp1, Temp2 thành M: Temp1: N1=8 21 32 36 41 47 52 57 65 Temp2: N2=2 50 70 M: 21 32 36 41 47 50 52 57 65 70 L = 16 > 10: Kết thúc thuật toán - Phân tích thuật toán: + Trong thuật giải này chúng ta luôn thực hiện log 2 (N) lần phân phối và trộn các run. Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . Giáo trình: Cấu Trúc Dữ Liệu và Giải Thuật Trang: 44 Hàm thực hiện việc phân phối luân phiên các đường chạy có chiều dài L trên dãy M có N phần tử về thành các dãy Temp1 và Temp2. NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . Giáo trình: Cấu Trúc Dữ Liệu và Giải Thuật Trang: 46 Phân phối M thành Temp1, Temp2: M: 41 36 32 47 65 21 52 57 70 50. NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . Giáo trình: Cấu Trúc Dữ Liệu và Giải Thuật Trang: 47 Phân phối M thành Temp1, Temp2: M: 32 36 41 47 21 52 57 65 50 70