Merge Sort Programm in Java: Unterschied zwischen Merge Sort & Quicksort

Einführung in das Merge-Sort-Programm in JAVA

Wie der Name schon sagt, ist das Merge-Sort-Programm in JAVA ein Sortieralgorithmus. Es wurde klassischerweise als Teile-und-Herrsche-Algorithmus in JAVA konzipiert. Das Merge-Sort-Programm in Java funktioniert, indem es ein Eingabearray rekursiv in zwei oder mehr seiner Teilprobleme zerlegt, bis diese einfach genug sind, um direkt gelöst zu werden.

Die konstituierenden Unterprobleme können entweder ähnlich oder in gewisser Weise mit dem übergeordneten Problem verwandt sein. Die einzelnen Lösungen für jedes Teilproblem werden dann kombiniert, um die Lösung für das ursprüngliche übergeordnete Problem zu erhalten.

Wie funktioniert das Merge-Sort-Programm in Java?

Wie bereits erwähnt, ist das Merge-Sort-Programm in JAVA ein Divide-and-Conquer-Algorithmus. Es handelt sich um eine stabile Sortierung, was bedeutet, dass die Anordnungselemente während des gesamten Sortiervorgangs ihre ursprünglichen Positionen relativ zueinander beibehalten.

• Teilen: In diesem Schritt wird ein Eingangsarray in seine zwei konstituierenden Hälften geteilt. Dieser Schritt wird kontinuierlich für alle resultierenden Halbarrays wiederholt, bis es keine weiteren Halbarrays mehr zu unterteilen gibt.
• Erobern: In diesem Schritt werden die geteilten Arrays sortiert und von unten nach oben zusammengeführt, um das endgültige sortierte Array zu erreichen.

Unterschied zwischen Quicksort und Merge Sort Programm in Java

Obwohl funktional ähnlich, muss der grundlegende Unterschied zwischen Quicksort und Mergesort in JAVA betont werden.

• Mechanismus : Quicksort ist ein interner In-Place-Sortieralgorithmus, während Mergesort ein externer Out-of-Place-Sortieralgorithmus ist. In Quicksort werden Elemente nach einem Schlüsselelement sortiert, das als Pivot bekannt ist. Der Drehpunkt ist im Allgemeinen der mittlere Wert in einem Eingabearray. Elemente mit einem kleineren Wert als der Drehpunkt werden auf die linke Seite des Drehpunkts verschoben, während Elemente mit einem größeren Wert auf die rechte Seite des Drehpunkts verschoben werden. Hier wird die linke Seite als die linke Partition bezeichnet, und die rechte Seite wird als die rechte Partition bezeichnet. Im Gegensatz dazu teilt Mergesort ein Array wiederholt in zwei Unterarrays (n/2) auf, bis nur noch ein Element übrig ist. Es kombiniert dann die Teilarrays, um das sortierte Array zu bilden.
• Anwendung: Während Quicksort für kleine Arrays geeignet ist, funktioniert Mergesort mit jedem Array, unabhängig von seiner Größe.
• Geschwindigkeit : Bei Quicksort gilt: Je kleiner der Datensatz, desto schneller der Algorithmus. Mergesort hingegen arbeitet für alle Datensätze mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit.
• Platzbedarf und Speicherverbrauch: Wie bereits erwähnt, ist Mergesort ein externer Out-of-Place-Sortieralgorithmus. Seine Raumkomplexität ist O (n). Daher ist eine zusätzliche Speicherung von (O (n)) erforderlich, um das Hilfsarray zu sortieren.

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Zeitkomplexitätsanalyse des Merge-Sort-Programms in JAVA

Das Merge-Sort-Programm in JAVA hat eine Zeitkomplexität von O (n*log n). Wenn eine Zahl in jedem Schritt halbiert wird, kann sie laut Binary Search durch die logarithmische Funktion „log n“ dargestellt werden. Die Anzahl der Schritte (höchstens) kann durch log n + 1 dargestellt werden. Die Mitte jedes Subarrays ist O (1).

Somit ist zum Zusammenführen der Teilarrays eine Laufzeit von O (n) erforderlich. Daher wird die Gesamtzeit für das Mischsortierprogramm in JAVA n (log n + 1). Dies beläuft sich in allen drei Fällen (schlechtester, durchschnittlicher und bester) auf eine Zeitkomplexität von O (n*log n), da das Mischsortieren immer eine lineare Zeit benötigt, um zwei Hälften zusammenzuführen.

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Zusammenfassen

So wie sortierte Daten für Menschen logisch fundiert und leichter zu verstehen sind, sind sortierte Arrays für Computer einfacher zu handhaben. Hier erweist sich das Merge-Sort-Programm in JAVA als vorteilhaft. Es ist ein effizienter, universeller, vergleichsbasierter Sortieralgorithmus.

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