440 likes | 586 Views
DANDC. wijanarto. Why SORT. Banyak di pakai dalam aplikasi Database binary sort Computer graphic dan komputasi geometri Closest pair dan keunikan suatu elemen. Algoritma. Insertion dan selection sort : worst case O(n 2 ) Heap sort (quick sort) : worst case O(n log n).
E N D
DANDC wijanarto
Why SORT • Banyakdipakaidalamaplikasi • Database binary sort • Computer graphic dankomputasigeometri • Closest pair dankeunikansuatuelemen
Algoritma • Insertion dan selection sort : worst case O(n2) • Heap sort (quick sort) : worst case O(n log n)
DIVEDE AND CONQUER • Divide • Bagimasalahaslimenjadiduaataulebih sub problem yang unik • Conquer • Gunakan DANDC secararekursifuntukmenyelesaikansubproblem • Combine • Ambilsolusidarisubproblemdan merge solusitersebutkedalamsolusiuntukmasalahaslinya
Merge sort • Divide • Jika S memilikisetidaknya 2 elemen , pindahkanseluruhelemen S danletakandalam 2 urutan S1 dan S2, tiapurutanmengandungsetengahdari S • S1=n/2 elemendan s2= sisanya n/2 elemen • Conquer • SORT s1 dan s1 dengan merge sort • Combine • Kembalikanelementadike S denganmenggabungkanurutan yang telahdi sort S1 dan S2 menjadi 1 urutan sort
Algoritma Merge Sort P dan r adalah Bagiandari array A, yaitu Lower bound dan upper bound Merge-Sort(A,p,r) If p<r then q(p+r)/2 Merge-Sort(A,p,q) Merge-Sort(A,q+1,r) Merge (A,p,q,r) divide conquer combine Merge(A,p,q,r) Ambil 2 elementeratas yang terkecildari A[p..q] Dan A[q+1..r], laluletakankehasilpengurutan. Ulangiurutan (s1 dan s2) tersebuthinggakosong. Kopi hasilpengurutankedalam A[p..r]
contoh 85 24 63 45 17 31 50 96 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45
Running algoritma 17 31 50 96 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45
Running algoritma 17 31 50 96 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45
Running algoritma 17 31 50 96 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 85
Running algoritma 17 31 50 96 85 24 63 45 85 24 63 45 24 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 85
Running algoritma 17 31 50 96 85 24 63 45 85 24 63 45 85 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 24
Running algoritma 17 31 50 96 63 45 85 24 63 45 24 85 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45
Running algoritma 17 31 50 96 24 85 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45
Running algoritma 17 31 50 96 24 85 85 24 63 45 85 24 63 45 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45
Running algoritma 17 31 50 96 24 85 85 24 63 45 85 24 63 45 45 63 85 24 63 45 85 24 63 45
Running algoritma 17 31 50 96 24 85 45 63 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45
Running algoritma 17 31 50 96 24 45 63 85 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45
Running algoritma 24 45 63 85 17 31 50 96 24 45 63 85 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45
Running algoritma 24 45 63 85 17 31 50 96 24 45 63 85 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 85 24 63 45 Langkahselanjutnyasamadenganbagianpertama
Merging 2 seq array 24 45 63 85 a S1 17 31 50 96 S2 S 24 45 63 85 b S1 31 50 96 S2 17 S
Merging 2 seq array 45 63 85 c S1 31 50 96 S2 17 24 S 45 63 85 d S1 50 96 S2 17 24 31 S
Merging 2 seq array 63 85 e S1 50 96 S2 17 24 31 45 S 63 85 f S1 96 S2 17 24 31 45 50 S
Merging 2 seq array 85 g S1 96 S2 17 24 31 45 50 63 S h S1 96 S2 17 24 31 45 50 63 85 S
Merging 2 seq array i S1 S2 17 24 31 45 50 63 85 96 S
Merge revisi Input 1 5 2 4 4 3 2 6 • Untuk men-SORT sejumlah n • Jika n=1 selesai • Reccuren sort 2 list sejumlah • n/2 dan n/2 elemen • Merge 2 list tsbdlm O(n) • Strategi • Pecahmasalahmjdsubproblem • ygmirip • Reccuren sub masalah • Combine solusi split 1 5 2 4 4 3 2 6 split split 1 5 2 4 4 3 2 6 split split split split 1 5 2 4 4 3 2 6 merge merge merge merge 1 5 2 4 4 3 2 6 merge merge 1 2 4 5 2 3 4 6 merge 1 2 2 3 4 4 6 6 output
C implementation void mergesort(int numbers[], int temp[], intarray_size){ m_sort(numbers, temp, 0, array_size - 1); } void m_sort(int numbers[], int temp[], int left, int right){ int mid; if (right > left) { mid = (right + left) / 2; m_sort(numbers, temp, left, mid); m_sort(numbers, temp, mid+1, right); merge(numbers, temp, left, mid+1, right); } }
C implementation void merge(int numbers[], int temp[], int left, int mid, int right){ inti, left_end, num_elements, tmp_pos; left_end = mid - 1; tmp_pos = left; num_elements = right - left + 1; while ((left <= left_end) && (mid <= right)) { if (numbers[left] <= numbers[mid]) { temp[tmp_pos] = numbers[left]; tmp_pos = tmp_pos + 1; left = left +1; } else
C implementation {temp[tmp_pos] = numbers[mid]; tmp_pos = tmp_pos + 1; mid = mid + 1; } } while (left <= left_end) { temp[tmp_pos] = numbers[left]; left = left + 1; tmp_pos = tmp_pos + 1; } while (mid <= right) { temp[tmp_pos] = numbers[mid]; mid = mid + 1; tmp_pos = tmp_pos + 1; } for (i=0; i <= num_elements; i++) { numbers[right] = temp[right]; right = right – 1; } }
Quick Sort • Karakteristik • Sort dalamsatu “tempat”, tidakperlu array tambahan • Sangatpraktis, avarage case O(n log n), worst case O (n2)
Prinsip Quick Sort • Melihatdeskripsi high level algorithm • DANDC • Divide • Partisi array mjd 2 sub array s.r.sdalambagian lower <= bagian higher • Conquer • Sort Recursive 2 sub array tadi • Combine • Sort selesaidi “tempat” tadi
Partitioning (pembagian)wt=linear j i Partition(A,p,r) /*p & r batas array A*/ xA[p] ip-1 jr+1 While TRUE REPEAT jj-1 UNTIL A[j]>= x REPEAT ii+1 UNTIL A[i]<= x and i<=r if i>=j break; Tukar(A[i],A[j]) Tukar(A[p],A[j]) Return j p r i j i j j i Mengembalikanposisipartisidari array A
Algoritma Quick Sort • PemanggilanQuicksort(A,1,pjg[A]) Quicksort(A,p,r) if p<r then qPartition(A,p,r) Quicksort(A,p,q-1) Quicksort(A,q+1,r) Partisi array A antara p dan r
AnalisaQuicksort • Asumsikansemuaelemenberbeda • Running time tergantungdaridistribusispliting array • Splitingpartisiperluwaktu
Best case n n n n/2 n/2 n/4 n/4 n n/4 n/4 n/8 n/8 n/8 n/8 n/8 n/8 n/8 n/8 n lg n 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 n 1 (n lg n) Running time tree adalahlg n, jadi total waktutempuhnyaadalah n lg n, Karenasetiap level pada tree adalah n, Worst case = (n2)
Randomize Quicksort • Asumsisemuaelemenberbeda • Partisidipilihsecara random dalamelemen • Konsekuensinyasemua split (1:n-1,1:n-2,…, n-1:1) miripdenganprobabilitas 1/n • Randomisasimerupakanalatgeneralisasiuntukmeningkatkanalgoritmadengan worst case yang jelektetapibagusuntukavarage case
Randomize Quicksort RandomizePartition(A,p,r) iRandom(p,r)//generate angka //random antara p dan r Tukar(A[r],A[i]) return Partition(A,p,r) RandomizeQS(A,p,r) if p<r then qRandomizePartition(A,p,r) RandomizeQS(A,p,r) RandomizeQS(A,q+1,r)
Analisis Randomize Quicksort • Misal T(n), adalahwaktu yang dibutuhkandalamperbandingandalamquicksortsejumlah n • Karena split butuhprobabilitas 1/n, maka T(n) bernilai = T(i-1)+T(n-i)+n-1, jadi • Sehingga dg solving reccmjd O(n log n)
Analisis Randomize Quicksort • Worstcase =O(n2) • Bestcase=O(n log n) • Expected running time quicksort O(n log n)
Searching • Binary search • Interpolasi search
Binary Search • t[1..n] data tersortirmenaik, t[i]t[j], dimana 1 i j n. • X adalahelemen yang dicaridalam t, jika x tidakadadalam t, makakitadapatmenyisipkannyake t. • Problem : mencari index I sedemikianrupasehingga 1 i j n dan t[i-1]< x t[i]
Binary Search dengan DANDC Binsearch (t[1..n],x) { if n==0 and x> t[n] then return n+1 else return Binrecc(t[1..n],x) } Binrecc (t[1..n],x) { /*mencari x dalam array t*/ /*untuk t[i-1]<x t[j]*/ if i=j then return i k(i+j)\2 if x t[k] then return Binrecc(t[1..k],x) else return Binrecc(t[k+1..j],x) }
Binary Search dengan DANDC • Mencari x=12 dalam array t Binrecc (t[1..n],x) { if i=j then return i k(i+j)\2 if x t[k] then return Binrecc(t[1..k],x) else return Binrecc(t[k+1..j],x) } 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 -5 -2 0 3 8 8 9 12 12 26 31 x t[k] ? i k j T i k j Y i k j Y i k j T i=j berhenti i j