2023.12.28

ソートアルゴリズムパズルの解決

marugotoyoten

cs50のYoutube動画「ソートアルゴリズムパズルの解決」について要点と要約をまとめました

３つの要点

要点１
ソートアルゴリズムの紹介
要点２
ソートアルゴリズムの実行時間の分析
要点３
ソートアルゴリズムパズルの解決

要約

ソートアルゴリズムの紹介
この実験では、選択ソート、バブルソート、マージソートの3つのソートアルゴリズムが紹介されます。選択ソートは、配列内の最小の要素を見つけ、それを先頭に持ってきて、このプロセスを繰り返して配列をソートします。バブルソートは値のペアを比較し、順序が逆であればそれらを交換します。マージソートは配列を半分に分割し、各半分をソートし、再帰的にそれらを結合します。

ソートアルゴリズムの実行時間の分析
各ソートアルゴリズムは、ビッグオーとビッグオメガで表される実行時間で分析することができます。選択ソートとバブルソートは実行時間がOであり、n個の数値をソートするのに約n^2のステップがかかります。ただし、バブルソートはオメガの下限を持ち、すでにソートされた配列をnステップでソートすることができます。マージソートは実行時間がOとオメガであり、他の2つのアルゴリズムよりも効率的です。

ソートアルゴリズムパズルの解決
この実験では、sort one、sort two、sort threeという3つのプログラムが与えられます。私たちの課題は、各プログラムがどのソートアルゴリズムを使用しているかを特定することです。ランダム、逆順、ソート済みの数値など、異なる入力を含むファイルが提供されます。これらのファイル上でソートプログラムを実行し、実行時間を計測することで、その振る舞いやパフォーマンスに関する情報を収集することができます。実行時間とソートアルゴリズムの特性に基づいて、各プログラムがどのアルゴリズムに対応するかを推測することができます。

実行時間の分析を使ったパズルの解決
異なる入力サイズと順序でソートプログラムの実行時間を調べることで、各プログラムがどのアルゴリズムを使用しているかを推測することができます。もしプログラムがビッグオーよりも良いオメガを持っている場合、それはすでにソートされた配列に対して良いパフォーマンスを発揮するソートアルゴリズムを使用している可能性があります。サンプルファイル上でプログラムをテストし、計時することで、手がかりを集め、各ソートプログラムがどのアルゴリズムを使用しているかについて結論を導くことができます。このパズル解決の演習により、実行時間の分析とソートアルゴリズムの知識を実践的なシナリオに適用することができます。

▼今回の動画