¿Cuáles son los beneficios del ordenamiento dinámico y sus desventajas en comparación con otros algoritmos de ordenamiento?

El algoritmo de ordenación del montón se usa ampliamente debido a su eficiencia. La ordenación de montón funciona transformando la lista de elementos que se ordenarán en una estructura de datos de montón, un árbol binario con propiedades de montón. En un árbol binario, cada nodo tiene, como máximo, dos descendientes. Un nodo posee la propiedad de almacenamiento dinámico cuando ninguno de sus descendientes tiene valores mayores que él mismo. El elemento más grande del montón se elimina y se inserta en la lista ordenada. El subárbol restante se transforma nuevamente en un montón. Este proceso se repite hasta que no quedan elementos. Las eliminaciones sucesivas del nodo raíz después de cada reconstrucción del montón producen la lista ordenada final de elementos.

Ventajas:

Eficiencia

El algoritmo es eficiente. El rendimiento es óptimo. Esto implica que ningún otro algoritmo de clasificación puede funcionar mejor en comparación.

El uso de memoria es menor

El uso de memoria es mínimo porque, aparte de lo que es necesario para mantener la lista inicial de elementos que se ordenarán, no necesita espacio de memoria adicional para funcionar. Por el contrario, el algoritmo de clasificación de combinación requiere más espacio de memoria. Del mismo modo, el algoritmo de ordenación rápida requiere más espacio de pila debido a su naturaleza recursiva.

Consistencia

El algoritmo de ordenación del montón muestra un rendimiento constante. Esto significa que funciona igualmente bien en el mejor, el promedio y el peor de los casos. Debido a su rendimiento garantizado, es particularmente adecuado para su uso en sistemas con tiempos de respuesta críticos.

Sin embargo, con los pros también hay algunos inconvenientes.

Desventajas

Es un tipo inestable

Una ordenación estable mantiene el orden relativo de los elementos que tienen la misma clave. es decir, la forma en que están presentes en la matriz inicial. Heapsort es un tipo inestable. Puede reorganizar el orden relativo.

Factores constantes costosos

En la implementación en el mundo real, hay factores constantes que el análisis teórico no tiene en cuenta. En el caso de Heapsort vs. Quicksort, resulta que hay formas (mediana de 5, por ejemplo) para hacer que los peores casos de Quicksort sean muy raros. Además, mantener un montón no es gratis.

Dada una matriz con una distribución normal, Quicksort y Heapsort se ejecutarán en O(n log(n)) . Pero Quicksort se ejecutará más rápido porque sus factores constantes son más pequeños que los factores constantes para Heapsort. En pocas palabras, la partición es más rápida que mantener el montón.

Enormes conjuntos de datos

Si su conjunto de datos es realmente enorme y no cabe en la memoria, la combinación de ordenamiento funciona de maravilla. Se usa con frecuencia en clústeres donde el conjunto de datos puede abarcar cientos de máquinas.

Habiendo discutido todo esto, podemos decir que realmente depende del entorno, los datos y el tamaño de los datos en sí, y varios otros factores afectarán el algoritmo que vamos a usar para ordenar.

No hay bala de plata.

Clasificación feliz

Salud.

Aunque algo más lento en la práctica en la mayoría de las máquinas que un ordenamiento rápido bien implementado, Heapsort tiene la ventaja de un tiempo de ejecución O ( n log n ) más favorable para el peor de los casos. Heapsort es un algoritmo in situ, pero no es un tipo estable.

Quicksort suele ser algo más rápido debido a algunos factores, pero el peor tiempo de ejecución para quicksort es O ( n 2), que es inaceptable para grandes conjuntos de datos y puede activarse deliberadamente si se tiene suficiente conocimiento de la implementación, creando un riesgo de seguridad.

Por lo tanto, debido al límite superior O ( n log n ) en el tiempo de ejecución del heapsort y al límite superior constante en su almacenamiento auxiliar, los sistemas integrados con restricciones en tiempo real o los sistemas relacionados con la seguridad a menudo usan el heapsort, como el kernel de Linux.

Heapsort también compite con merge sort, que tiene los mismos límites de tiempo. La ordenación por fusión requiere un espacio auxiliar de Ω ( n ), pero el ordenamiento dinámico requiere solo una cantidad constante. Heapsort generalmente se ejecuta más rápido en la práctica en máquinas con cachés de datos pequeños o lentos, y no requiere tanta memoria externa. Por otro lado, la ordenación por fusión tiene varias ventajas sobre el montón:

  • La ordenación por fusión en matrices tiene un rendimiento de caché de datos considerablemente mejor, a menudo superando el montón en las computadoras de escritorio modernas porque la ordenación por fusión con frecuencia accede a ubicaciones de memoria contiguas (buena localidad de referencia); las referencias de montón se extienden por todo el montón.
  • Heapsort no es un tipo estable; El tipo de fusión es estable.
  • La ordenación por fusión paraleliza bien y puede lograr una aceleración casi lineal con una implementación trivial; heapsort no es un candidato obvio para un algoritmo paralelo.
  • La ordenación por fusión se puede adaptar para operar en listas enlazadas individualmente con O (1) espacio adicional. Heapsort se puede adaptar para operar en listas doblemente vinculadas con solo O (1) espacio adicional adicional.
  • La ordenación por fusión se usa en la ordenación externa; heapsort no lo es. La localidad de referencia es el problema.

Siempre preferimos algoritmos con huella mínima de memoria y complejidad de tiempo.

Para ordenar, la mejor complejidad de tiempo es O (nlog (n)) y O (n) requisitos de memoria.

En las computadoras de escritorio, la clasificación rápida de doble pivote es el algoritmo más conocido en promedio, sin embargo, la clasificación rápida es recursiva y cualquier algoritmo recursivo puede provocar problemas de desbordamiento de la pila en sistemas con recursos limitados.

Por esa razón, el ordenamiento dinámico es EL ALGORITMO DE CLASIFICACIÓN para los sistemas integrados. Un algoritmo de clasificación no recursivo tan competitivo como la clasificación rápida.

More Interesting

¿Cómo se implementa la estructura de datos establecida en C?

Cómo hacer un sitio web que contenga algoritmos

¿Por qué es mejor usar los elementos del marco de la colección que usar una matriz de objetos?

¿Cuáles son los algoritmos que uno debería usar para generar automáticamente intentos de chatbots?

Aprendizaje automático: ¿Cuál es la idea general de por qué minimizar la minimización empírica de riesgos es NP-Complete?

¿Los árboles binarios / árboles de búsqueda binaria se usan realmente en la práctica o se usan principalmente con fines didácticos?

¿Cómo debería resolver mejor los problemas de programación?

¿Es seguro decir que las recomendaciones sociales siempre superarán a los algoritmos controlados por computadora?

¿Es posible tener análisis predictivos utilizando motores de recomendación? En caso afirmativo, ¿cuáles son algunos de los algoritmos de análisis predictivo utilizados por los motores de recomendación?

¿Dónde puedo encontrar problemas difíciles de algoritmo / estructura de datos?

Cómo aprender algoritmos y estructuras de datos como estudiante de secundaria

¿Cuáles son algunas aplicaciones del mundo real de parábolas?

¿Qué 'palabras' debo saber para resolver problemas de programación o problemas matemáticos relacionados?

¿Puede un programa escribir un programa (es decir, el programa x puede identificar un algoritmo para escribir el programa y, a pesar del algoritmo z)?

Cómo ejecutar cruces en algoritmos genéticos con cromosomas codificados por gráficos