Участник:ElaginMD: различия между версиями

Материал из Алговики
Перейти к навигации Перейти к поиску
Строка 11: Строка 11:
<math>n</math> – количество элементов в массиве {<math>{1,..,n}</math>}.  
<math>n</math> – количество элементов в массиве {<math>{1,..,n}</math>}.  
<br>
<br>
На первом шаге алгоритма<ref name="VVVVV1">Ахо А.В., Хопкрофт Дж.Э., Ульман Дж.Д. Структуры данных и алгоритмы. — М.: Вильямс, 2000. — 384 с. </ref> происходит упорядочивание элементов <math>n/2</math> пар, <math>(a_i , a_{n/2+i})</math> для <math>1 ≤ i ≤ n/2</math>. Далее на втором шаге упорядочиваются элементы в <math>n/4</math> группах из четырех элементов <math>(a_i , a_{n / 4+ 1} , a_{n / 2+ 1} , a_{3 n / 4+ 1} )</math> для <math>1 ≤ i ≤ n/4</math>. На третьем шаге упорядочиваются элементы уже в <math>n/4</math> группах из восьми элементов и т.д. На последнем шаге упорядочиваются элементы сразу во всем массиве <math>(a_1 , a_2 ,…, a_n )</math>. На каждом шаге для упорядочивания полученных наборов элементов, используется метод сортировки вставками. Как можно заметить, общее количество итераций алгоритма Шелла является равным <math>log_2(n)</math>.
На первом шаге алгоритма<ref name="VVVVV1">Ахо А., Хопкрофт Д., Ульман Д. Структуры данных и алгоритмы. – М.: Вильямс, 2001 — 384 с. </ref> происходит упорядочивание элементов <math>n/2</math> пар, <math>(a_i , a_{n/2+i})</math> для <math>1 ≤ i ≤ n/2</math>. Далее на втором шаге упорядочиваются элементы в <math>n/4</math> группах из четырех элементов <math>(a_i , a_{n / 4+ 1} , a_{n / 2+ 1} , a_{3 n / 4+ 1} )</math> для <math>1 ≤ i ≤ n/4</math>. На третьем шаге упорядочиваются элементы уже в <math>n/4</math> группах из восьми элементов и т.д. На последнем шаге упорядочиваются элементы сразу во всем массиве <math>(a_1 , a_2 ,…, a_n )</math>. На каждом шаге для упорядочивания полученных наборов элементов, используется метод сортировки вставками. Как можно заметить, общее количество итераций алгоритма Шелла является равным <math>log_2(n)</math>.
 
=== Вычислительное ядро алгоритма ===
=== Вычислительное ядро алгоритма ===
=== Ресурс параллелизма алгоритма ===
=== Ресурс параллелизма алгоритма ===
=== Входные и выходные данные алгоритма ===
=== Входные и выходные данные алгоритма ===
== Литература ==
== Литература ==

Версия от 21:55, 23 октября 2025

Свойства и структура алгоритмов

Общее описание алгоритма

Сортировка Шелла[1], более известная как «сортировка с убывающим шагом». Алгоритм выполняет несколько проходов по списку, и каждый раз сортирует несколько наборов одинакового размера, используя сортировку вставкой. Размер сортируемого набора увеличивается с каждым проходом по списку, пока он не будет состоять из всего списка. Это позволяет сортировке вставкой выполнять каждую итерацию практически в лучшем случае со сложностью, приближающейся к [math]\displaystyle{ O(n) }[/math]. Элементы, содержащиеся в каждом наборе, не являются смежными, а именно, если есть [math]\displaystyle{ i }[/math] наборов, то набор состоит из каждого [math]\displaystyle{ i }[/math]-го элемента.

Например, если есть 3 набора, то первый набор будет содержать элементы, расположенные на позициях 1, 4, 7 и так далее. Второй набор будет содержать элементы, расположенные на позициях 2, 5, 8 и так далее; а третий набор будет содержать элементы, расположенные на позициях 3, 6, 9 и так далее.

Математическое описание алгоритма

Пусть, дан массив [math]\displaystyle{ A = [a_i, a_{i+1}, a_{i+2}, …a_n] }[/math], где [math]\displaystyle{ i }[/math] – индекс массива; [math]\displaystyle{ n }[/math] – количество элементов в массиве {[math]\displaystyle{ {1,..,n} }[/math]}.
На первом шаге алгоритма[2] происходит упорядочивание элементов [math]\displaystyle{ n/2 }[/math] пар, [math]\displaystyle{ (a_i , a_{n/2+i}) }[/math] для [math]\displaystyle{ 1 ≤ i ≤ n/2 }[/math]. Далее на втором шаге упорядочиваются элементы в [math]\displaystyle{ n/4 }[/math] группах из четырех элементов [math]\displaystyle{ (a_i , a_{n / 4+ 1} , a_{n / 2+ 1} , a_{3 n / 4+ 1} ) }[/math] для [math]\displaystyle{ 1 ≤ i ≤ n/4 }[/math]. На третьем шаге упорядочиваются элементы уже в [math]\displaystyle{ n/4 }[/math] группах из восьми элементов и т.д. На последнем шаге упорядочиваются элементы сразу во всем массиве [math]\displaystyle{ (a_1 , a_2 ,…, a_n ) }[/math]. На каждом шаге для упорядочивания полученных наборов элементов, используется метод сортировки вставками. Как можно заметить, общее количество итераций алгоритма Шелла является равным [math]\displaystyle{ log_2(n) }[/math].

Вычислительное ядро алгоритма

Ресурс параллелизма алгоритма

Входные и выходные данные алгоритма

Литература

  1. ↑ Скворцова, Л. А. Структуры и алгоритмы обработки данных : учебно-методическое пособие / Л. А. Скворцова, К. В. Гусев, С. М. Трушин. — Москва : РТУ МИРЭА, 2021. — 235 с.
  2. ↑ Ахо А., Хопкрофт Д., Ульман Д. Структуры данных и алгоритмы. – М.: Вильямс, 2001 — 384 с.