Merge Sort Program en Java: diferencia entre Merge Sort y Quicksort

Introducción al programa Merge Sort en JAVA

Como sugiere el nombre, el programa de clasificación por fusión en JAVA es un algoritmo de clasificación. Se ha conceptualizado clásicamente como el algoritmo divide y vencerás en JAVA. El programa de ordenación por fusión en Java funciona descomponiendo recursivamente una matriz de entrada en dos o más de sus subproblemas constituyentes hasta que estos son lo suficientemente simples como para resolverlos directamente.

Los subproblemas constituyentes pueden ser similares o algo relacionados con el problema principal. Las soluciones individuales de cada subproblema se combinan luego para llegar a la solución del problema principal original.

¿Cómo funciona el programa Merge Sort en Java?

Como se iteró anteriormente, el programa de clasificación por fusión en JAVA es un algoritmo de divide y vencerás. Es una clasificación estable, lo que significa que los elementos de la matriz mantienen sus posiciones originales entre sí durante todo el proceso de clasificación.

• Dividir: En este paso, una matriz de entrada se divide en sus dos mitades constituyentes. Este paso se repite continuamente para todas las medias matrices resultantes hasta que no haya más medias matrices para dividir más.
• Conquistar: en este paso, las matrices divididas se ordenan y fusionan de abajo hacia arriba para llegar a la matriz ordenada final.

Diferencia entre el programa Quicksort y Merge Sort en Java

Aunque funcionalmente similar, se debe hacer énfasis en la diferencia fundamental entre ordenación rápida y ordenación combinada en JAVA.

• Mecanismo : Quicksort es un algoritmo de clasificación interno en el lugar, mientras que mergesort es un algoritmo de clasificación externo fuera de lugar. En Quicksort, los elementos se ordenan en función de un elemento clave conocido como pivote. El pivote es generalmente el valor medio en una matriz de entrada. Los elementos con un valor menor que el pivote se empujan hacia el lado izquierdo del pivote, mientras que los elementos con un valor mayor hacia el lado derecho del pivote. Aquí, el lado izquierdo se denomina partición izquierda y el lado derecho se denomina partición derecha. Por el contrario, mergesort divide una matriz en dos sub-matrices (n/2) repetidamente hasta que solo queda un elemento. Luego combina los subconjuntos para formar el conjunto ordenado.
• Aplicación: mientras que Quicksort es adecuado para matrices pequeñas, mergesort funciona con cualquier matriz, independientemente de su tamaño.
• Velocidad : en el caso de ordenación rápida, cuanto más pequeño sea el conjunto de datos, más rápido será el algoritmo. Mergesort, por otro lado, funciona a una velocidad constante para todos los conjuntos de datos.
• Requisito de espacio y uso de memoria: como se mencionó anteriormente, mergesort es un algoritmo de clasificación externo fuera de lugar. Su complejidad espacial es O (n). Por lo tanto, requiere un almacenamiento adicional de (O (n)) para ordenar la matriz auxiliar.

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Análisis de complejidad temporal del programa Merge Sort en JAVA

El programa de clasificación por fusión en JAVA tiene una complejidad de tiempo de O (n*log n). Según la búsqueda binaria, cada vez que un número se divide por la mitad en cada paso, se puede representar mediante la función logarítmica 'log n'. El número de pasos (como máximo) se puede representar mediante log n +1. El medio de cualquier subarreglo es O (1).

Por lo tanto, para fusionar los subconjuntos, se requerirá un tiempo de ejecución de O (n). Por lo tanto, el tiempo total para el programa de clasificación por fusión en JAVA se convierte en n (log n +1). Esto equivale a una complejidad de tiempo de O (n*log n) en los tres casos (peor, promedio y mejor) ya que la ordenación por fusión siempre toma un tiempo lineal para fusionar dos mitades.

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Resumiendo

Así como los datos ordenados para humanos son lógicamente sólidos y más fáciles de comprender, las matrices ordenadas son más manejables para que las computadoras trabajen con ellas. Aquí es donde el programa merge sort en JAVA resulta ventajoso. Es un algoritmo de clasificación eficiente, de uso general y basado en la comparación.

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