презентация по основам программирования на тему сортировок а именно Алгоритм сортировки слияния делалось студентом первого курса на скорую руку. оценка за презентацию была 9 из 10

1. Huseynov Emil.
Презентация по предмету
“Основы программирования ”
На тему “Алгоритм
сортировки слиянием”

2. - это метод упорядочивания элементов в
списке. Он основан на принципе
"разделяй и сливай", то есть список
разделяется на маленькие подсписки,
которые затем сливаются в
отсортированный список.
Вначале, если список содержит
только один элемент, он считается
уже отсортированным. Если список
содержит более одного элемента,
он делится пополам на два подсписка.
Алгоритм сортировки слиянием

3. Каждый из этих
подсписков
также
делится на два
подсписка, и
этот процесс
продолжается
рекурсивно до
тех пор, пока
не останутся
только списки
с одним
элементом.

4. Затем происходит слияние этих пар
подсписков. При слиянии их элементы
сравниваются по очереди и помещаются в
новый список в правильном порядке. Это
происходит до тех пор, пока все элементы
не будут слиты в один отсортированный
список.
Основным преимуществом алгоритма
сортировки слиянием является то, что он
гарантированно работает за время O(n log
n), где n - количество элементов в списке.
Это делает его одним из самых
эффективных алгоритмов сортировки.

5. Принцип и использование алгоритма:
Метод сортировки слиянием находит
применение в задачах сортировки
структур, имеющих упорядоченный доступ к
элементам, например, массивов, списков,
потоков. При обработке исходный блок данных
дробится на маленькие составляющие, вплоть
до одного элемента, который по сути уже
является отсортированным списком. Затем
происходит обратная сборка в правильном
порядке.

6. Слияние отсортированных участков Для
понимания алгоритма начнем его разбор с конца
- с механизма слияния отсортированных блоков.
Представим, что у нас есть два
любым способом отсортированных
массива чисел, которые необходимо
объединить друг с другом так,
чтобы сортировка не нарушилась. Для
простоты будем упорядочивать числа
по возрастанию. Элементарный пример:
оба массива состоят из одного элемента
каждый.
| int[] arr1 = {31}; |
| int[] arr2 = {18}; |

7. Чтобы слить их, нужно взять нулевой элемент
первого массива (не забудьте, что нумерация
начинается с нуля) и нулевой элемент второго
массива. Это, соответственно, 31 и 18. По условию
сортировки число 18 должно идти первым, так как
оно меньше. Просто расставляем числа в правильном
порядке:
| int[] result = {18, 31}; |
Обратимся к примеру посложнее, в котором каждый
массив состоит из нескольких элементов:
| int[] arr1 = {2, 17, 19, 45}; |
| int[] arr2 = {5, 6, 21, 30}; |

8. Алгоритм слияния будет заключаться в последовательном
сравнивании меньших элементов и размещении их в
результирующем массиве в правильном порядке. Для
отслеживания текущих индексов введем две переменные -
index1 и index2. Изначально приравняем их к нулю, так как
массивы отсортированы, и самые меньшие элементы
стоят в начале.
| int index1 = 0; |
| int index2 = 0; |

9. Основным преимуществом алгоритма
сортировки слиянием является то, что он
гарантированно работает за время O(n log n),
где n - количество элементов в списке. Это
делает его одним из самых эффективных
алгоритмов сортировки.
|Кроме того, алгоритм сортировки слиянием
является устойчивым, то есть он сохраняет
относительный порядок элементов с
одинаковыми значениями. Например, если в
исходном списке первым был элемент "a", а
затем несколько элементов "b", то после
сортировки слиянием порядок "a b" будет
сохранен.

10. Распишем по шагам весь процесс слияния:
1.Берем из массива arr1 элемент с индексом
index1, а из массива arr2 - с индексом index2.
2. Сравниваем, отбираем наименьший из них
и помещаем в результирующий массив.
3.Увеличиваем текущий индекс меньшего
элемента на 1.
4. Продолжаем с первого шага.

11. На первом витке ситуация
будет выглядеть так:
index1 = 0;
index2 = 0;
arr1[0] = 2;
arr2[0] = 5;
arr1[0] < arr2[0];
index1++;
result[0] = arr1[0];
// result = [2]
На втором витке:
index1 = 1;
index2 = 0;
arr1[1] = 17;
arr2[0] = 5;
arr1[1] > arr2[0];
index2++;
result[1] = arr2[0];
// result = [2, 5]

12. На третьем:
index1 = 1;
index2 = 1;
arr1[1] = 17;
arr2[1] = 6;
arr1[1] > arr2[1];
index2++;
result[2] = arr2[1];
// result = [2, 5, 6]
Тем не менее, алгоритм сортировки
слиянием требует дополнительного
пространства для хранения
временных списков во время
слияния. Это может сказаться на
производительности и
использовании памяти.
В заключении, алгоритм сортировки
слиянием является эффективным и
устойчивым методом сортировки
элементов. Принцип "разделяй и
сливай" обеспечивает надежность и
точность упорядочивания. Однако,
следует учитывать расход
дополнительного пространства для
хранения временных списков.

13. Очень часто появляется необходимость отсортировать
некоторые данные, расположенные во внешней памяти ЭВМ. В
ряде случаев они имеют внушительные размеры и не могут быть
размещены в оперативной памяти для облегчения доступа к
ним. Для таких случаев используются методы внешних
сортировок. Необходимость обращаться к внешним носителям
ухудшает временную эффективность обработки. Сложность
работы состоит в том, что алгоритм в каждый момент времени
может иметь доступ только к одному элементу потока данных. И
в этом случае один из лучших результатов показывает именно
метод сортировки слиянием, который может сравнивать
элементы двух файлов последовательно один за другим. Чтение
данных из внешнего источника, их обработка и запись в
конечный файл осуществляются упорядоченными блоками
(сериями). По способу работы с размером упорядоченных серий
выделяют два вида сортировки: простое и естественное слияние.
Внешняя сортировка данных:

14. При простом слиянии длина серии фиксируется. Так, в исходном несортированном файле все
серии состоят из одного элемента. После первого шага размер увеличивается до двух. Далее -
4, 8, 16 и так далее. Работает это следующим образом:
1.Исходный файл (f) делится на два вспомогательных - f1, f2.
2.Они вновь сливаются в один файл (f), но при этом все элементы попарно сравниваются и
образуют уже пары. Размер серии на этом шаге становится равен двум.
3.Повторяется шаг 1.
4.Повторяется шаг 2, но при этом сливаются уже упорядоченные двойки, образуя
отсортированные четверки.
5.Цикл продолжается, сопровождаясь увеличением серии на каждом витке, до тех пор, пока
весь файл не будет отсортирован.
Простое слияние

15. Этот метод не ограничивает длину серий, а выбирает максимально
возможные. Алгоритм сортировки: Начинается считывание исходной
последовательности из файла f. Первый полученный элемент
записывается в файл f1. Если следующая запись удовлетворяет условию
сортировки, она записывается туда же, если нет - то во второй
вспомогательный файл f2. Таким образом распределяются все записи
исходного файла, а в f1 образуется упорядоченная последовательность,
которая и определяет текущий размер серии. Файлы f1 и f2 сливаются.
Цикл повторяется. Из-за нефиксированного размера серии приходится
обозначать окончание последовательности специальным символом.
Поэтому при слиянии увеличивается количество сравнений. Кроме того,
размер одного из вспомогательных файлов может приближаться к
размеру исходного. В среднем метод естественного слияния работает
эффективнее по сравнению с простым слиянием при внешней
сортировке.
Естественное слияние

16. Информация была взята с сайта:
https://fb.ru/article/49769/uu-sortirovka-
sliyaniem-algoritm-preimuschestva-i-
osobennosti
Так же использовались знания ученика!

17. Made by Emil