Tartalom Keresés és rendezés. Vektoralgoritmusok. 1. fejezet. Keresés adatvektorban. A programozás alapjai I.

Hasonló dokumentumok
Keresés és rendezés. A programozás alapjai I. Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék Farkas Balázs, Fiala Péter, Vitéz András, Zsóka Zoltán

6. gyakorlat Egydimenziós numerikus tömbök kezelése, tömbi algoritmusok

Programozási segédlet

Programozás alapjai C nyelv 7. gyakorlat. Függvények. Függvények(2)

Függvények. Programozás alapjai C nyelv 7. gyakorlat. LNKO függvény. Függvények(2) LNKO függvény (2) LNKO függvény (3)

PROGRAMOZÁSI TÉTELEK

1. Feladat: beolvas két számot úgy, hogy a-ba kerüljön a nagyobb

end function Az A vektorban elõforduló legnagyobb és legkisebb értékek indexeinek különbségét.. (1.5 pont) Ha üres a vektor, akkor 0-t..

Adatbázis rendszerek Gy: Algoritmusok C-ben

Programozás alapjai C nyelv 8. gyakorlat. Mutatók és címek (ism.) Indirekció (ism)

Mutatók és címek (ism.) Programozás alapjai C nyelv 8. gyakorlat. Indirekció (ism) Néhány dolog érthetőbb (ism.) Változók a memóriában

Programozás alapjai II. (7. ea) C++ Speciális adatszerkezetek. Tömbök. Kiegészítő anyag: speciális adatszerkezetek

Speciális adatszerkezetek. Programozás alapjai II. (8. ea) C++ Tömbök. Tömbök/2. N dimenziós tömb. Nagyméretű ritka tömbök

Miről lesz ma szó? A PROGAMOZÁS ALAPJAI 1. Dinamikus adatszerkezetek. Dinamikus adatszerkezetek. Önhivatkozó struktúrák. Önhivatkozó struktúrák

Adatszerkezetek. Nevezetes algoritmusok (Keresések, rendezések)

Programozás alapjai II. (7. ea) C++

Rendezések. A rendezési probléma: Bemenet: Kimenet: n számot tartalmazó (a 1,a 2,,a n ) sorozat

A programozás alapjai előadás. [<struktúra változó azonosítók>] ; Dinamikus adatszerkezetek:

Programozás alapjai 9. előadás. Wagner György Általános Informatikai Tanszék

Algoritmuselmélet 2. előadás

Programozás I gyakorlat

A C programozási nyelv III. Pointerek és tömbök.

Információs Technológia

A C programozási nyelv III. Pointerek és tömbök.

Alkalmazott modul: Programozás. Programozási tételek, rendezések. Programozási tételek Algoritmusok és programozási tételek

Adatbázis és szoftverfejlesztés elmélet. Programozási tételek

Algoritmusok és adatszerkezetek gyakorlat 06 Adatszerkezetek

Algoritmusok és adatszerkezetek gyakorlat 07

10. gyakorlat Tömb, mint függvény argumentum

értékel függvény: rátermettségi függvény (tness function)

Összetett programozási tételek Rendezések Keresések PT egymásra építése. 10. előadás. Programozás-elmélet. Programozás-elmélet 10.

Programozás. (GKxB_INTM021) Dr. Hatwágner F. Miklós április 4. Széchenyi István Egyetem, Gy r

Programozás alapjai. (GKxB_INTM023) Dr. Hatwágner F. Miklós szeptember 27. Széchenyi István Egyetem, Gy r

11. gyakorlat Sturktúrák használata. 1. Definiáljon dátum típust. Olvasson be két dátumot, és határozza meg melyik a régebbi.

Számláló rendezés. Példa

Miről lesz ma szó? A PROGAMOZÁS ALAPJAI 1. Dinamikus változók. Dinamikus változók. Dinamikus változók. Dinamikus változók. 7.

Programozás alapjai C nyelv 10. gyakorlat. Standard függvények. Union

2. Milyen értéket határoz meg az alábbi algoritmus, ha A egy vektor?. (2 pont)

Rendezések. Összehasonlító rendezések

14. Mediánok és rendezett minták

C programozás. { Márton Gyöngyvér, 2009 } { Sapientia, Erdélyi Magyar Tudományegyetem }

Programozás I gyakorlat

A számítástudomány alapjai. Katona Gyula Y. Számítástudományi és Információelméleti Tanszék Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Programozás I gyakorlat. 10. Stringek, mutatók

17. A 2-3 fák és B-fák. 2-3 fák

Hatékonyság 1. előadás

Edényrendezés. Futási idő: Tegyük fel, hogy m = n, ekkor: legjobb eset Θ(n), legrosszabb eset Θ(n 2 ), átlagos eset Θ(n).

Adminisztrációs feladatok Strukturált programok A C programnyelv elemei

Ö Ó Ó Ó

Alkalmazott modul: Programozás. Programozási tételek, rendezések Giachetta Roberto

Ó Ó É ü É ü ü

Ö

Ö Ö É Ő Ú É

Ó ű ű ű ű ű ű É É É

Ü ű Ü É ű ű É Ü Ü

ű ű ű Ö ű ű ű Ú ű ű ű Ö ű ű ű ű ű ű ű

Ü Ü Ó Ü Ó

Ó ú É ú É É É Ő ú ú ű Ó Ö É É ú Ü ú É ú

Ú Ú Ü Ü ű ű ű É Ú É ű

Ó Ó ú ú ú ú ú É ú

É ö

Ó ú É Ú

ű ő ű ű ű ö ő ú ö ő ő ő ő ő ő ő ű ő ő ő ő ü ü ő ü ü ő ú ü ő ő ü ü ü ő ú ü

Információs Technológia

Algoritmusok vektorokkal keresések 1

Programozás 6. Dr. Iványi Péter

Algoritmuselmélet. 2-3 fák. Katona Gyula Y. Számítástudományi és Információelméleti Tanszék Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. 8.

Programozás alapjai 9.Gy: Struktúra 2.

Adatszerkezetek 7a. Dr. IványiPéter

ELEMI PROGRAMOZÁSI TÉTELEK

file:///d:/okt/ad/jegyzet/ad1/b+fa.html

Egyirányban láncolt lista

Láncolt listák. Egyszerű, rendezett és speciális láncolt listák. Programozás II. előadás. Szénási Sándor

Programozás I. zárthelyi dolgozat

Ugrólisták. RSL Insert Example. insert(22) with 3 flips. Runtime?

Haladó rendezések. PPT 2007/2008 tavasz.

Szövegek C++ -ban, a string osztály

Kupacrendezés. Az s sorban lévő elemeket rendezzük a k kupac segítségével! k.empty. not s.isempty. e:=s.out k.insert(e) not k.

Rendezések. Sergyán Szabolcs Óbudai Egyetem Neumann János Informatikai Kar október 24.

A programozás alapjai előadás. Amiről szólesz: A tárgy címe: A programozás alapjai

Algoritmizálás. Horváth Gyula Szegedi Tudományegyetem Természettudományi és Informatikai Kar

C programozási nyelv Pointerek, tömbök, pointer aritmetika

Adatszerkezetek 1. előadás

INFORMATIKA javítókulcs 2016

Programozás alapjai C nyelv 9. gyakorlat. Rekurzió. Rekurzív algoritmus

Tuesday, March 6, 12. Hasító táblázatok

A C programozási nyelv V. Struktúra Dinamikus memóriakezelés

Programozás alapjai gyakorlat. 4. gyakorlat Konstansok, tömbök, stringek

Adatszerkezetek Hasító táblák. Dr. Iványi Péter

BBTE Matek-Infó verseny mintatételsor Informatika írásbeli vizsga

Programozás 5. Dr. Iványi Péter

Nagy HF ke szı te si u tmutato

INFORMATIKA tétel 2019

Programozás alapjai. 8. előadás

Számjegyes vagy radix rendezés

8. gyakorlat Pointerek, dinamikus memóriakezelés

Körkörös listák. fej. utolsó. utolsó. fej

Algoritmuselmélet 1. előadás

Írjon olyan programot a standard könyvtár alkalmazásával, amely konzolról megadott valós adatokból meghatározza és kiírja a minimális értékűt!

Programozás I gyakorlat. 5. Struktúrák

Átírás:

Keresés Rendezés Feladat Keresés Rendezés Feladat Tartalom Keresés és rendezés A programozás alapjai I. Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék Farkas Balázs, Fiala Péter, Vitéz András, Zsóka Zoltán 1 Keresés adatvektorban Lineáris keresés Logaritmikus keresés Rendezés Bevezetés Közvetlen kiválasztás Közvetlen beszúrás Buborékrendezés Összevetés Indextömbök 3 Feladat 016. november 7. Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 1 / 5 Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. / 5 Vektoralgoritmusok 1. fejezet Emlékeztet : eldöntési feladat Van-e a vektornak olyan eleme, amely rendelkezik egy adott tulajdonsággal? Keresés adatvektorban Keresési feladat Van-e a vektornak olyan eleme, amely rendelkezik egy adott tulajdonsággal? Ha van, melyik az els ilyen? tulajdonság: a tárolt elem valamelyik része (a keresés kulcsa) megegyezik egy konkrét értékkel. Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 3 / 5 Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 4 / 5

Lineáris keresés Keresés függvénnyel Az els elemt l kezdve egyesével vizsgáljuk az elemeket, amíg a keresett elemet meg nem találjuk, vagy ki nem derül, hogy nincs ilyen elem. A vektor elemtípusa struktúra, amelynek egyik tagja a kulcs, nagyon egyszer esetben maga a kulcs típusa. 1 typedef int kulcs_ tipus ; /* pl. cikksz ám */ 3 typedef struct { 4 kulcs_ tipus kulcs ; 5 double ar ; 6 } tombelem ; Ha függvényként valósítjuk meg milyen paramétereket adjunk át? mi legyen a visszatérési érték? Visszaadhatjuk a megtalált elemet 1 tombelem lin_ keres_ elem ( tombelem t [], int n, kulcs_ tipus kul ) 3 { 4 int i; 5 for (i =0; i <n; i ++) 6 if (t[i ]. kulcs == kul ) 7 return t[ i ]; 8 return t [0]; /* ajjaj */ 9 } kényelmes, de nem tudjuk, hol volt Mit adjunk vissza, ha nem találtunk megfelel t?! Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 5 / 5 Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 6 / 5 Keresés hivatkozás visszaadásával A lineáris keresés várható lépésszáma A függvény visszaadhatja a megtalált elem indexét 1 int lin_keres_ind ( tombelem t [], int n, kulcs_ tipus kul ) 3 { 4 int i; 5 for (i =0; i <n; i ++) 6 if (t[i ]. kulcs == kul ) 7 return i; 8 return n; 9 } Az elemet indexeléssel elérhetjük. Ha nem találtunk megfelel t, visszaadhatunk negatív indexet (pl. -1) n-et, ilyen index elem már nincs Visszaadhatjuk a megtalált elem címét Az elemet indirekcióval elérhetjük. Ha nem találtunk megfelel t, visszaadhatunk null-pointert, ezt könny tesztelni is Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 7 / 5 Fontos, hogy olyan kulcs érték, amely nincs tárolva a tömbben, általában sokkal több létezik, mint olyan, amely tárolva van. Ha a tömb mérete N, a várható lépésszám N. -1-3 4-3 -5 Ha a tömb a kulcs szerint rendezett, a lépésszám csökkenthet N/-re. a tárolt kulcsok megtalálásához átlagosan N/ lépés szükséges nem tárolt kulcsok keresésekor átlagosan N/ lépés után d l el, hogy nincsenek meg (meghaladtuk) -5-3 - -1 3 4 Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 8 / 5

Keresés rendezett tömbben Egy régi ismer s feladat 1 tombelem * linrend_ keres ( tombelem t [], int n, kulcs_ tipus kul ) 3 { 4 int i; 5 for (i =0; i < n; i ++) 6 if (t[i ]. kulcs >= kul ) 7 return t+i; 8 return NULL ; 9 } ha megvan a keresett kulcsú elem, akkor hivatkozást adhatunk vissza az elemre ha nincs, akkor hivatkozást adhatunk vissza arra a tömbelemre, ahol lennie kéne ez további vizsgálatot igényelhet a hívás helyén, de kés bb még jól jöhet Ha a tömb rendezett, van még ennél is jobb módszer Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 9 / 5 1 int main () { int a =1, f =17; 3 printf (" Gondolj egy szamra %d es %d kozott!\ n",a,f ); 4 5 while (1) { 6 int v, k = (a+f )/; 7 printf ("%d?\ t", k ); 8 scanf ("%d", &v ); 9 if (v ==0) 10 break ; 11 if (v >0) 1 a=k +1; 13 else 14 f=k -1; 15 } 16 return 0; 17 } Számkitaláló játék adott intervallumon... Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 10 / 5 Logaritmikus (bináris) keresés Ugyanígy, csak nem egy számot, hanem egy indexet keresve Minden egyes összehasonlító lépésben a keresési tartomány középs elemét vizsgáljuk A keresési tartomány minden egyes lépésben felez dik 1 int log_ keres ( tombelem t [], int n, kulcs_ tipus kul ) { 3 int a =0, f=n -1, k; 4 while (a <f) { 5 k = (a+f )/; 6 if ( kul == t[k ]. kulcs ) 7 return k; 8 if ( kul > t[k ]. kulcs ) 9 a=k +1; 10 else 11 f=k -1; 1 } 13 return kul <= t[ k ]. kulcs? k : k +1; 14 } Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 11 / 5 A keresés várható lépésszáma log N. fejezet Rendezés Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 1 / 5

Rendezés Mi kerül sokba? Rendezni érdemes...... mert rendezett N elem tömbben log N lépésben megtalálunk egy elemet (vagy megtudjuk, hogy nincs benne) Az összehasonlítás... mert rendezett N elem listában N/ lépésben megtalálunk egy elemet (vagy megtudjuk, hogy nincs benne) Rendezni költséges...... de tipikus, hogy ritkán rendezünk, és rengetegszer keresünk A mozgatás 13.5 0.10 17.30 Mibe kerül a rendezés?... = összehasonlítások száma egy összehasonlítás költsége + mozgatások (cserék) száma egy mozgatás költsége Nincs legjobb rendez módszer Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 13 / 5 Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 14 / 5 Rendezés közvetlen kiválasztással Közvetlen beszúrás Cser é ld ki a 0. elemmel a tö mb minimum át Cser é ld ki az 1. elemmel az utols ó N -1 elem minimum át Cser é ld ki a. elemmel az utols ó N - elem minimum át... Cser é ld ki az N -. elemmel az utols ó elem minimum át A tömb egy i(= 4) hosszú rendezett szakaszból és egy N i hosszú rendezetlen szakaszból áll. 5. x 1. -3-1 0 7 1 5 3 1 3 4 7 1 5 3 MINDEN i - re 0-tól N - - ig imin i MINDEN j - re i +1 - t l N -1 - ig HA t[j] < t[ imin ] imin j; t[i] t[ imin ]; 1 for (i =0; i <N -1; ++ i) { imin = i; 3 for (j=i +1; j <N; ++ j) 4 if (t[j] < t[ imin ]) 5 imin = j; 6 xchg (t+i, t+ imin ); 7 } 4. 3.. A rendezetlen rész els elemét szúrjuk be a rendezett részbe, a megfelel pozícióba Ezzel a rendezett szakasz hossza eggyel n tt Kezdetben i = 1, az egyelem tömb ugyanis rendezett Összehasonlítások száma: O ( N ) N / Cserék száma: O (N) N 1 Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 15 / 5 Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 16 / 5

Közvetlen beszúrás Közvetlen beszúrás A közvetlen beszúrás C-kódja 5. x 1 3 4 7 1 5 3 4. 3.. A rendezett részben az új elem helyét log i lépésben megtaláljuk Összehasonlítások száma: O (N log N) A beszúráshoz átlagosan i/ elemet el kell húzni Mozgatások száma: O ( N ) (max. (N /) mozgatás) 1. 1 for (i =1; i <N; i ++) { 3 s = t[i ]; /* besz ú rand ó elem */ 4 for (a =0, f=i; a <f ;) /* log keres és 0 i közö tt */ 5 { 6 k = (a+f )/; 7 if ( t[ k] < s) 8 a = k +1; 9 else 10 f = k; 11 } 1 for (j=i; j >a; j - -) /* ré szt ö mb húzá sa */ 13 t[ j] = t[j -1]; 14 t[ a ]= s; /* besz úrás */ 15 } Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 17 / 5 Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 18 / 5 Buborékrendezés Javított buborékrendezés cserék gyelésével Szomszédos elemeket vizsgálunk. Ha rossz sorrendben állnak, csere 1 for ( iter = 0; iter < n -1; ++ iter ) for ( i = 0; i < N - iter -1; ++ i) 3 if (t[i] > t[i +1]) 4 xchg (t+i, t+i +1); 1 i = 0 4 7 7 8 9 N-iter-1 = 1 Összehasonlítások száma: O ( N ) N / Cserék száma: O ( N ) max. (N /) Az utolsó három körben nem cseréltünk semmit. Nem derül ez ki korábban? Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 19 / 5 1 stop = n -1; while ( stop!= 0) { 3 nextstop = 0; /* utols ó csere indexe */ 4 for ( i = 0; i < stop ; ++ i) 5 if (t[i] > t[i +1]) { 6 xchg (t+i, t+i +1) 7 nextstop = i; 8 } 9 stop = nextstop ; 10 } i = 0 1 4 7 7 8 9 stop = 0 nextstop = 0 Az összehasonlítások száma csökkent A cserék száma maradt Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 0 / 5

Rendez algoritmusok összehasonlítása Indextömbök N = 100 000 összehasonlítások mozgatások száma közvetlen kiválasztás 4 999 950 000 99 997 közvetlen beszúrás 1 5 64 499 618 99 buborék 4 999 950 000 7 504 95 71 javított buborék 4 999 097 550 7 504 95 71 gyorsrendezés 3 147 663 1 95 967 Nincs legjobb algoritmus 1. összehasonlító program 1 csak legrosszabb Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 1 / 5 Az adatmozgatások száma jelent sen csökkenthet, ha nem a tömbelemeket, hanem azok indexeit rendezzük 0 ABC13 Aladár 1 QE8BZX Dzsenifer S45FDO Kristóf 3 KJ967F Gyöngyvér 4 FEK671 Éva 5 F34K98 Mihály 6 D678EF Berci eredeti adatvektor 0 0 1 6 1 rendezés 3 4 4 3 5 6 5 név szerint rendez indextömb 1 for ( i = 0; i < n; ++ i) /* né vsor */ printf ("%s\n", data [ index [i ]]. name ); Indexek helyett rendezhetünk mutatókat is, ha az eredeti tömb (vagy lista) a memóriában van Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. / 5 Keresés Rendezés Feladat Rendezés több szempont szerint Több kulcs szerint rendezés indextömbökkel Gyors keresés érdekében érdemes az indextömbökben a kulcsokat is tárolni, és az indextömböket kulcs szerint rendezve tartani 0 ABC13 Aladár 1 QE8BZX Dzsenifer S45FDO Kristóf 3 KJ967F Gyöngyvér 4 FEK671 Éva 5 F34K98 Mihály 6 D678EF Berci Aladár 0 Berci 6 Dzsenifer 1 Éva 4 Gyöngyvér 3 Kristóf Mihály 5 ABC13 0 D678EF 6 FEK671 4 F34K98 5 KJ967F 3 QE8BZX 1 S45FDO 3. fejezet Feladat Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 3 / 5 Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 4 / 5

Keresés Rendezés Feladat Egy összetettebb feladat Írjunk programot, mely egy szöveges fájl összes max. 50 bet s szavának gyakoriságáról statisztikát készít Tervezés Szavak száma csak menet közben derül ki láncolt lista Gyorsabb keresés miatt névsor szerint rendezett Rendezett beszúrások miatt elöl strázsás Farkas B., Fiala P., Vitéz A., Zsóka Z. Keresés és rendezés 016. november 7. 5 / 5