ソートアルゴリズム

ソートアルゴリズム

アルゴリズムの定番である「データの並び替え(ソートアルゴリズム)」です。
今回は入力と出力の配列を分けることで、CSアンプラグド風に「1個の配列で処理することにこだわらない」ようにしてみました。

CSアンプラグドのソーティングアルゴリズム

  • 男の子が選択ソートを、女の子がクイックソートを実演しています。
  • 配列のような「1列に並んだ決まった場所に置く」のではなく、「机の上のわかりやすい場所に置く」ことで、「グループからいちばん重いものを探す」「1個を基準に軽いものと重いものに分ける」のようなアルゴリズムの考え方の本質をわかりやすく示せています。

選択ソート

  • 元の配列(in)から一番小さい要素を選び、結果の配列(out)に移していきます。
    //in=配列!5 3 7 2 8 6 1 4 作る。
    in=配列!作る。「in!(乱数(50))書く」!20 繰り返す。
    ラベル!(in)作る。
    out=配列!作る。
    「
      min=in!1 読む。pos=1。
      「|n|
        v=in!(n)読む。
        「v<min」!なら「min=v。pos=n」実行。
      」!(in!要素数?)繰り返す。
      out!(min)書く。in!(pos)位置で消す。
    」!(in!要素数?)繰り返す。
    ラベル!(out)作る 次の行。

挿入ソート

  • 空の配列(out)を用意して、元の配列(in)の要素を1個ずつoutの適切な場所に入れていきます。
    //in=配列!5 3 7 2 8 6 1 4 作る。
    in=配列!作る。「in!(乱数(50))書く」!20 繰り返す。
    ラベル!(in)作る。
    out=配列!作る。
    「|i|
      v1=in!(i)読む。
      n=0。
      「|j|
        v2=out!(j)読む。
        「v1>v2」!なら「n=j」実行。
      」!(out!要素数?)繰り返す。
      out!(n+1)(v1)挿入。
    」!(in!要素数?)繰り返す。
    ラベル!(out)作る 次の行。

クイックソート

  • quick関数は、渡された配列(a)の最後の要素を基準(p)にして、それ以外の要素を「pより小さい値の配列(left)」と「p以上の値の配列(right)」に分けます。
  • そして、「leftをソートした結果」と「p」と「rightをソートした結果」を連結して返します。
  • quick関数の冒頭の「|...|」の部分では、引数(a)に続いて、「;」の後でローカル変数(ret, n, p, left, right, v)を定義しています。
    quick=「|a ; ret n p left right v|
      ret=a。
      n=a!要素数?。
      「n>1」!なら「
        p=a!(n) 読む。
        left=配列!作る。
        right=配列!作る。
        「|i|
          v=a!(i)読む。
          「v<p」!なら「left!(v)書く」そうでなければ「right!(v)書く」実行。
        」!(n-1)繰り返す。
        ret=配列!作る(!(left)quick)(p)(!(right)quick)連結。
      」実行。
      ret。
    」。
    
    //in=配列!5 3 7 2 8 6 1 4 作る。
    in=配列!作る。「in!(乱数(50))書く」!20 繰り返す。
    ラベル!(in)作る。
    out=!(in)quick。
    ラベル!(out)作る 次の行。

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