Fruitsekta.ru

Мир ПК
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сортировка массива паскаль

12. Методы сортировки массивов

Сортировкой или упорядочением массива называется расположение его элементов по возрастанию (или убыванию). Если не все элементы различны, то надо говорить о неубывающем (или невозрастающем) порядке.

  • количество шагов алгоритма, необходимых для упорядочения;
  • количество сравнений элементов;
  • количество перестановок, выполняемых при сортировке.

Мы рассмотрим только три простейшие схемы сортировки.

Метод «пузырька»

По-видимому, самым простым методом сортировки является так называемый метод » пузырька «. Чтобы уяснить его идею, представьте , что массив (таблица) расположен вертикально. Элементы с большим значением всплывают вверх наподобие больших пузырьков. При первом проходе вдоль массива, начиная проход «снизу», берется первый элемент и поочередно сравнивается с последующими. При этом:

В результате наибольший элемент оказывается в самом верху массива.

Во время второго прохода вдоль массива находится второй по величине элемент, который помещается под элементом, найденным при первом проходе, т.е на вторую сверху позицию, и т.д.

Заметим, что при втором и последующих проходах, нет необходимости рассматривать ранее «всплывшие» элементы, т.к. они заведомо больше оставшихся. Другими словами, во время j -го прохода не проверяются элементы, стоящие на позициях выше j .

Теперь можно привести текст программы упорядочения массива M[1..N] :

begin
for j :=1 to N -1 do
for i :=1 to N — j do
if M[ i ] > M[ i +1] then
swap (M[ i ],M[ i +1])
end;

Стандартная процедура swap будет использоваться и в остальных алгоритмах сортировки для перестановки элементов (их тип мы уточнять не будем) местами:

procedure swap (var x,y: . );
var t: . ;
begin
t := x;
x := y;
y := t
end;

Заметим, что если массив M — глобальный, то процедура могла бы содержать только аргументы (а не результаты). Кроме того, учитывая специфику ее применения в данном алгоритме, можно свести число парметров к одному (какому?), а не двум.

Применение метода «пузырька» можно проследить здесь.

Сортировка вставками

Второй метод называется метод вставок ., т.к. на j -ом этапе мы «вставляем» j -ый элемент M[j] в нужную позицию среди элементов M[1] , M[2] ,. . ., M[j-1] , которые уже упорядочены. После этой вставки первые j элементов массива M будут упорядочены.
Сказанное можно записать следующим образом:

Чтобы сделать процесс перемещения элемента M[j] , более простым, полезно воспользоваться барьером: ввести «фиктивный» элемент M[0] , чье значение будет заведомо меньше значения любого из «реальных»элементов массива (как это можно сделать?). Мы обозначим это значение через —оо.

Если барьер не использовать, то перед вставкой M[j] , в позицию i-1 надо проверить, не будет ли i=1 . Если нет, тогда сравнить M[j] ( который в этот момент будет находиться в позиции i ) с элементом M[i-1].

Описанный алгоритм имеет следующий вид:

begin
M[0] := -oo;
for j :=2 to N do
begin
i := j ;
while M[ i ] M[ i — 1] do
begin
swap (M[ i ],M[ i -1]);
i := i -1
end
end

end;

Процедура swap нам уже встречалась.

Сортировка посредством выбора

Идея сортировки с помощью выбора не сложнее двух предыдущих. На j -ом этапе выбирается элемент наименьший среди M[j] , M[j+1] ,. . ., M[N] (см. процедуру FindMin ) и меняется местами с элементом M[j] . В результате после j -го этапа все элементы M[j] , M[j+1] ,. . ., M[N] будут упорядочены.

Сказанное можно описать следующим образом:

нц для j от 1 до N-1
выбрать среди M[j] ,. . ., M[N] наименьший элемент и
поменять его местами с
M[j]
кц

begin
for j :=1 to N -1 do
begin
FindMin ( j , i );
swap (M[ j ],M[ i ])
end
end;

В программе, как уже было сказано, используется процедура FindMin , вычисляющая индекс lowindex элемента, наименьшего среди элементов массива с индексами не меньше, чем startindex :

procedure FindMin (start index : integer; var lowindex : integer );
var lowelem: . ;
u: integer;
begin
lowindex := start index ;
lowelem := M[startindex];
for u:= start index +1 to N do
if M[u] lowelem then
begin
lowelem := M[u];
lowindex := u

end
end;

Оценивая эффективность применения , учтите что в демонстрации сортировки выбором отсутствует пошаговое выполнение этой процедуры.

Сортировка одномерных массивов по убыванию и возрастанию в Pascal.

В чем заключается вопрос: Как организовать сортировку массивов по убыванию и возрастанию в Паскаль. Метод пузырька.

Сложность : средняя .

Довольно таки частый вопрос у начинающих программистов. Попробуем разобраться. Суть метода в том чтобы менять местами СОСЕДНИЕ числа пока наибольшее не окажется справа, но это для сортировки по возрастанию, пример:

Естественно есть готовый код, который мы сейчас и разберем:

Массив mass, n кол-во элементов массива, i и j для циклов, buf для того чтобы поменять числа местами. Как я и сказал суть в том чтобы поменять местами соседние элементы пока не от сортируется. Давайте пока забудем про приведенный выше код и напишем следующее:

Мы меняем соседние элементы местами, СОСЕДНИЕ. , цикл до n-1, потому что у последнего элемента массива соседнего элемента нету.

Что же делает этот цикл, он само собой поменяет местами соседние элементы при выполнении условия, что левый больше правого, т.е. например ( 3 , 2 ), 3 больше 2 значит поменяем местами.

После прохода этого цикла ХОТЬ КАК найдется наибольший элемент, т.е. он встанет в самый конец.

Сначала у нас j = 1, j + 1 = 2, т.е. сначала сравняться числа 5 и 2, они поменяются местами, потом j=2, j+1=3,
т.е. j = 2, там у нас уже 5, а в j = 3, у нас 3, условие выполняется значит опять местами.

Читать еще:  Алгоритм прима паскаль

И так пока цикл не кончиться, в итоге получиться что у нас в самом конце будет самый наибольший элемент. ВСЁЁЁЁЁ, у нас есть последний элемент.

Теперь когда мы запустим цикл еще раз у нас найдется предпоследний элемент, и так пока не от сортируется. Но сколько раз надо выполнить такой цикл спросите вы. Давайте попробуем выполнять его столько раз сколько у нас кол-во элементов массива, вроде логично звучит.

Всё работает правильно, можете проверить но все работает абсолютно ПРАВИЛЬНО. Теперь давайте сравним наш код с образцом:

Есть два отличия:

По поводу 1-го, не заморачивайте голову, можете оставить и просто n, но как видно что нам хватит на один проход меньше чтобы отсортировать массив, вот и всё.

По поводу 2-го, это значит что количество проверяемых чисел станет меньше, что это значит. Вот когда у нас идет первый цикл, у нас проверяются все числа и мы находим самый последний элемент, он у нас хоть как самый большой и больше смысла проверять его просто нет. Когда пойдет уже второй цикл у нас это число просто не будет затрагиваться вот и всё, а какой смысл его затрагивать ведь оно и так самое больше? И так после каждого прохода цикла )))

Пффффф… надеюсь вы поняли, да и еще это была сортировка по возрастанию чтобы сделать сортировку по убыванию достаточно просто понять знак в условии:

Готовый код задачи на сортировку массива по возрастанию:

лабы по информатике, егэ

лабораторные работы и задачи по программированию и информатике, егэ по информатике

Pascal: Занятие № 5. Одномерные массивы в Паскале

Одномерные массивы в Паскале

Объявление массива

Массивы в Паскале используются двух типов: одномерные и двумерные.
Определение одномерного массива в Паскале звучит так: одномерный массив — это определенное количество элементов, относящихся к одному и тому же типу данных, которые имеют одно имя, и каждый элемент имеет свой индекс — порядковый номер.
Описание массива в Паскале (объявление) и обращение к его элементам происходит следующим образом:

var dlina: array [1..3] of integer; begin dlina[1]:=500; dlina[2]:=400; dlina[3]:=150; .

Объявить размер можно через константу:

Инициализация массива

Кроме того, массив может быть сам константным, т.е. все его элементы в программе заранее определены. Описание такого массива выглядит следующим образом:

const a:array[1..4] of integer = (1, 3, 2, 5);

Заполнение последовательными числами:

Ввод с клавиатуры:

writeln (‘введите кол-во элементов: ‘); readln(n); <если кол-во заранее не известно, - запрашиваем его>for i := 1 to n do begin write(‘a[‘, i, ‘]=’); read(a[i]); . end; .


✍ Пример результата:

Вывод элементов массива

var a: array[1..5] of integer; <массив из пяти элементов>i: integer; begin a[1]:=2; a[2]:=4; a[3]:=8; a[4]:=6; a[5]:=3; writeln(‘Массив A:’); for i := 1 to 5 do write(a[i]:2); <вывод элементов массива>end.

Для работы с массивами чаще всего используется в Паскале цикл for с параметром, так как обычно известно, сколько элементов в массиве, и можно использовать счетчик цикла в качестве индексов элементов.

Функция Random в Pascal

Для того чтобы постоянно не запрашивать значения элементов массива используется генератор случайных чисел в Паскаль, который реализуется функцией Random . На самом деле генерируются псевдослучайные числа, но суть не в этом.

var f: array[1..10] of integer; i:integer; begin randomize; for i:=1 to 10 do begin f[i]:=random(10); < интервал [0,9] >write(f[i],’ ‘); end; end.

Для вещественных чисел в интервале [0,1):

var x: real; . x := random;

Числа Фибоначчи в Паскале

Наиболее распространенным примером работы с массивом является вывод ряда чисел Фибоначчи в Паскаль. Рассмотрим его.

Получили формулу элементов ряда.

var i:integer; f:array[0..19]of integer; begin f[0]:=1; f[1]:=1; for i:=2 to 19 do begin f[i]:=f[i-1]+f[i-2]; writeln(f[i]) end; end.

На данном примере, становится понятен принцип работы с числовыми рядами. Обычно, для вывода числового ряда находится формула определения каждого элемента данного ряда. Так, в случае с числами Фибоначчи, эта формула-правило выглядит как f[i]:=f[i-1]+f[i-2] . Поэтому ее необходимо использовать в цикле for при формировании элементов массива.

Максимальный (минимальный) элемент массива

Псевдокод:

Поиск максимального элемента по его индексу:

Пример:

Поиск в массиве

Рассмотрим сложный пример работы с одномерными массивами:

var f: array[1..10] of integer; flag:boolean; i,c:integer; begin randomize; for i:=1 to 10 do begin f[i]:=random(10); write(f[i],’ ‘); end; flag:=false; writeln(‘введите образец’); readln(c); for i:=1 to 10 do if f[i]=c then begin writeln(‘найден’); flag:=true; break; end; if flag=false then writeln(‘не найден’); end.

Рассмотрим эффективное решение:

Задача: найти в массиве элемент, равный X , или установить, что его нет.

Алгоритм:

  • начать с 1-го элемента ( i:=1 );
  • если очередной элемент ( A[i] ) равен X , то закончить поиск иначе перейти к следующему элементу.

решение на Паскале Вариант 2. Цикл While:

Поиск элемента в массиве

Предлагаем посмотреть подробный видео разбор поиска элемента в массиве (эффективный алгоритм):

Пример:

Циклический сдвиг

Программа:

Перестановка элементов в массиве

Рассмотрим, как происходит перестановка или реверс массива.

Решение:

Псевдокод:

Программа:

Выбор элементов и сохранение в другой массив

Решение:


Вывод массива B:

writeln(‘Выбранные элементы’); for i:=1 to count-1 do write(B[i], ‘ ‘)

Сортировка элементов массива

  • В таком типе сортировок массив представляется в виде воды, маленькие элементы — пузырьки в воде, которые всплывают наверх (самые легкие).
  • При первой итерации цикла элементы массива попарно сравниваются между собой:предпоследний с последним, пред предпоследний с предпоследним и т.д. Если предшествующий элемент оказывается больше последующего, то производится их обмен.
  • При второй итерации цикла нет надобности сравнивать последний элемент с предпоследним. Последний элемент уже стоит на своем месте, он самый большой. Значит, число сравнений будет на одно меньше. То же самое касается каждой последующей итерации.
Читать еще:  Динамические данные паскаль

Выполнение на Паскале:

for i:=1 to N-1 do begin for j:=N-1 downto i do if A[j] > A[j+1] then begin с := A[j]; A[j] := A[j+1]; A[j+1] := с; end; end;

  • в массиве ищется минимальный элемент и ставится на первое место (меняется местами с A[1]);
  • среди оставшихся элементов также производится поиск минимального, который ставится на второе место (меняется местами с A[2]) и т.д.

Выполнение на Паскале:

for i := 1 to N-1 do begin min:= i ; for j:= i+1 to N do if A[j] i then begin c:=A[i]; A[i]:=A[min]; A[min]:=c; end; end;

    Выбирается и запоминается средний элемент массива (присвоим X):

  • Инициализируем две переменные (будущие индексы массива): L:=1, R:=N (N — количество элементов).
  • Увеличиваем L и ищем первый элемент A[L], который больше либо равен X (в итоге он должен находиться справа).
  • Уменьшаем R и ищем элемент A[R], который меньше либо равен X (в итоге он должен находиться слева).
  • Смотрим, если L X do R:= R — 1; if L

    Posted in

    См. пузырьковая сортировка.
    При второй итерации цикла (согласно вашим рисункам и коду ) нет надобности сравнивать первый элемент со вторым. Снова вы всех путаете =)

    admin

    Именно поэтому в коде : for j:=N-1 downto i do

    downto i — то есть мы доходим сначала до первого элемента, потом до второго и т.д.

    Bronislav

    Смотрите. Ваш код работает. Но работает не так, как вы пишете перед этим. Он просеивает минимальный элемент с конца через весь массив до первой позиции (первого индекса если хотите). А не так как вы пишете: «При второй итерации цикла нет надобности сравнивать последний элемент с предпоследним. Последний элемент уже стоит на своем месте, он самый большой.» Соответственно вашему коду и вашим рисункам на второй итерации не сравнивается первый элемент (минимальный) со вторым, а не последний (который вообще не факт что максимальный) с предпоследним. Вот об чем речь. Или код меняйте или описание алгоритма перед кодом.

    Владимир

    А как насчёт странного способа поменки оандомням образом, конечно это долго , но все таки есть
    Var
    A: array[1..10] of integer;
    I,e,r,r1: integer;
    Begin
    While i at 02:05

    В сохранении в другой массив ошибка. Надо поменять местами счётчик и команду сохранения. В массиве В нет элемента 0.

    Сортировка массива паскаль

    В повседневной жизни нам очень часто приходится раскладывать наши вещи, книги, кассеты диски и т. п. в удобном для нас порядке. Для чего? Чтобы облегчить их дальнейший поиск. В библиотеке мы раскладываем книги по авторам, в телефонной книге мы записываем фамилии по алфавиту, в словаре слова расставлены по алфавиту. С появлением компьютеров люди стали использовать «железных монстров» для хранения больших объемов информации. Очевидно, что появилась потребность обработки данных. Две самые необходимые для этого функции — это сортировка и поиск. На первой мы и остановимся.

    Сначала появились самые простенькие алгоритмы, впоследствии изобретались более эффективные. И хоть рассказать обо всех в рамках данной статьи невозможно, я опишу наиболее распространенные и известные.

    Обычно алгоритмы сортировки разделяются на два типа — сортировка массивов и сортировка последовательностей. В этой статье речь пойдет о сортировке массивов как наиболее часто встречающейся задаче при создании программы обработки данных. Под «массивом» я подразумеваю одномерный массив. Думаю, для вас не составит труда после прочтения статьи написать алгоритм сортировки двухмерного или более массива. Моя цель — не написать вам готовую программу, а познакомить с идеей, методом. Для практичности за описанием алгоритма будет следовать исходный код программы-примера на языке Паскаль. Почему на Паскале? Да потому что это наиболее распространенный язык для учебных целей. И, на мой взгляд, Паскаль лучше всего подходит для демонстрации механизмов сортировки.

    Для оценки эффективности алгоритма мы будем использовать два значения: количество сравнений ключей (K) и число пересылок элементов (S). Последнее значение представляет для нас большой интерес — пересылка данных в памяти является более длительным процессом, чем сравнение. Также при описании алгоритмов я буду использовать такие величины: n — количество элементов массива, А[1..n] — сортируемый массив, x — переменная того же типа, что и элементы массива. Будем считать, что у нас массив целых чисел (А: array[l..n] of integer; х: integer;).

    По количеству необходимых сравнений алгоритмы сортировки разделяют на два класса: более простые требуют примерно n^2 сравнений, а наиболее эффективные — порядка n*log(n). Я начну с более простых и наглядных алгоритмов. Первый метод сортировки, о котором я хочу рассказать, называется «сортировка с помощью прямого включения». Идея такова: мы по порядку берем элементы массива и ставим на их «законное» место. Начиная со второго, мы перебираем все элементы массива и последовательно сравниваем с элементами, которые имеют индекс меньше данного. Если наш элемент меньше предыдущего, то меняем их местами и продолжаем сравнивать дальше, если больше, то оставляем его — он уже на своем месте. И так продолжаем до тех пор, пока не достигнем левой границы массива. Чтобы в данном случае процесс сравнивания не уходил за пределы левой границы массива, необходимо создать так называемый «барьер» — добавить в начало массива ячейку (например, А[0]), в которую будем заносить сортируемый в этом проходе элемент. Вот полный код алгоритма:

    Читать еще:  Функции турбо паскаль

    Здесь A[0] — вышеупомянутый барьер, A[1..n] — сортируемый массив.

    Мой совет: для простейших алгоритмов сортировок попробуйте написать на бумажке какую-нибудь последовательность из 4-5 чисел. А потом «прогоните» ее на листочке через алгоритм сортировки. При этом пишите значения всех переменных и изменения массива на каждом шаге. Это не так уж трудно сделать для первых трех алгоритмов и займет не больше половины тетрадного листа. Таким образом гораздо легче понять алгоритм. Конечно, для усовершенствованных методов это представляет значительную сложность, но и в этом случае есть выход. Например, в Delphi можно запустить программу в пошаговом режиме и смотреть значения всех переменных программы — очень полезная вещь для того чтобы понять, как работает какая-то часть программы. Не пренебрегайте этим советом!

    Средние числа сравнения ключей и пересылки элементов имеют следующие значения: K=(n^2+n-2)/4, S=(n^2+9n-10)/4 Минимальные и максимальные значения такие: Kmin=n-1, Smin=3*(n-1), Kmax=(n^2+n-4)/4, Smax=(n^2+3n-4)/2. У алгоритма есть один существенный недостаток. Предположим, у нас есть массив чисел: 3,7,4,6,8,2. В этом случае последний элемент массива (2) придется «тащить» через весь массив.

    Попробуем алгоритм, где перемещения делаются на большие расстояния. Такой алгоритм называется «сортировка прямым выбором». Он основан на следующей идее: выбираем в массиве наименьший элемент и меняем его местами с первым, после этого повторяем данную операцию для оставшихся элементов до тех пор, пока не останется единственный элемент. Ниже следует сам алгоритм:

    В данном случае никакого барьера (A[0]) не нужно, и мы рассматриваем массив в диапазоне [1..n].

    Сравнение ключей: K=(n^2-n)/2. Для пересылки ключей вычислить среднее значение нелегко, потому привожу минимальное (ключи уже отсортированы) и максимальное (ключи стоят в обратном порядке) значения: Smin=3*(n-1), Smax=n^2/4+3*(n-l). Как видим, алгоритм прямого выбора в большинстве случаев эффективнее прямого включения. Исключение составляет лишь ситуация, когда массив уже упорядочен или почти упорядочен. Однако в этом случае выигрыш не столь велик, и в целом данный метод предпочтительнее, чем предыдущий.

    И последний тип сортировки первого класса называется «сортировка прямым обменом». Основное отличие этого метода от двух вышеперечисленных — обмен является характерной особенностью этого алгоритма. Идея алгоритма: последовательно перебираются по два рядом стоящих элемента, сравниваются и, в случае необходимости, меняются местами. Повторяем данную операцию до тех пор, пока не упорядочим весь массив.

    При таких проходах по массиву мы сдвигаем наименьший элемент к левому краю. Если мы представим массив как вертикальную цепочку, то элементы при сортировке будут как пузырьки «всплывать» на свой уровень. Поэтому более широко известное наименование данного метода — «пузырьковая сортировка». Вот как выглядит код этого алгоритма:

    Здесь используется переменная f в качестве флага. Если f=true, значит, в последнем проходе были сделаны перестановки и нужны еще проходы, а если f=false, значит, перестановок в последнем проходе не было и массив уже отсортирован. В этом алгоритме есть также свой недостаток: если наименьшее число расположено в конце массива, то для того, чтобы переместить его в начало (на его «законное» место), потребуется n-1 проходов. А в это время наибольший элемент с начала массива переместится в конец за один проход. Согласитесь, довольно неприятный факт. Вывод напрашивается сам собой: необходимо проходить массив с разных сторон по очереди, т. е. первый раз с начала в конец, второй — с конца в начало, третий — опять с начала в конец и т. д. Такой улучшенный алгоритм называется «шейкерной сортировкой» (ShakerSort). А вот программу для данного варианта предлагаю написать самим. Если вы полностью разобрались с методом пузырьковой сортировки, то это не будет для вас сложной задачей.

    Для пузырьковой и шейкерной сортировок подсчитать число сравнений ключей и пересылок довольно сложно. Поэтому объективно сравнить эффективность последних двух методов с предыдущими мы сможем в конце статьи — я приведу время сортировки массива различными алгоритмами.

    Теперь мы вплотную подошли к обсуждению улучшенных методов сортировки. Разобраться в них гораздо сложнее. В 1959 году Д. Шелл предложил усовершенствованную сортировку прямого включения. Идея довольно простая. Сначала мы сортируем элементы, отстоящие друг от друга на расстоянии 4. Например, берем элемент A[1] и сравниваем его с элементом A[5] (A[1+4]), если А[1] больше А[5], то меняем их местами. Потом берем A[2] и сравниваем с A[6] и т. д. После этого прохода с «четвертной» сортировкой проходим по массиву опять, но уже сортируем элементы, отстоящие друг от друга на расстоянии 2. И на последнем проходе идет обычная одинарная сортировка. Последовательность расстояний можно менять, как и их количество. Поэтому для обобщения все t расстояний занесем в массив s[1..t]. Сортировка каждого расстояния делается как сортировка прямым включением. Для условия окончания сортировки придется установить барьер, и не один.

  • Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector