Sự khác biệt giữa Sắp xếp nhanh và Sắp xếp hợp nhất

Sắp xếp các mục trong danh sách là một nhiệm vụ trần tục và thường tốn thời gian. Thuật ngữ sắp xếp thường đề cập đến việc sắp xếp các mục trong danh sách theo thứ tự tăng dần hoặc giảm dần dựa trên mối quan hệ đặt hàng được chỉ định trước. Sắp xếp thường nhằm mục đích tìm kiếm, đây là một hoạt động cơ bản khác trong xử lý dữ liệu. Hãy tưởng tượng việc tìm kiếm một từ trên từ điển sẽ khó khăn như thế nào nếu các từ trong đó không được sắp xếp hoặc sắp xếp. Đây là lý do tại sao các mục trong từ điển được giữ theo thứ tự chữ cái tiêu chuẩn. Nhiều nhiệm vụ và tính toán trở nên dễ dàng chỉ bằng cách sắp xếp. Và đây là lúc các thuật toán sắp xếp xuất hiện.

Thuật toán sắp xếp không là gì ngoài phương pháp sắp xếp các thành phần của danh sách theo một thứ tự cụ thể, chẳng hạn như giá trị từ thấp nhất đến cao nhất, giá trị cao nhất đến thấp nhất, thứ tự tăng dần, thứ tự giảm dần, theo thứ tự chữ cái, v.v. là thứ tự số và từ vựng. Các thuật toán thường sử dụng sắp xếp như một chương trình con chính. Có rất nhiều thuật toán sắp xếp được sử dụng xuyên suốt, mỗi thuật toán sử dụng một bộ kỹ thuật phong phú. Một thuật toán phổ biến nhưng không kém phần mạnh mẽ như vậy là thuật toán Divide and Conquer, đây là thuật toán dựa trên đệ quy đa nhánh. Sắp xếp nhanh và Sắp xếp hợp nhất là hai thuật toán thường được sử dụng dựa trên thuật toán Phân chia và chinh phục.

Sắp xếp nhanh là gì?

Sắp xếp nhanh là một thuật toán sắp xếp hiệu quả cao nhưng hiệu quả dựa trên phương pháp phân chia và chinh phục khá giống với phương pháp động trong đó một vấn đề được chia thành hai hoặc nhiều vấn đề phụ và sau đó được giải quyết đệ quy. Nếu kích thước của các vấn đề phụ đủ nhỏ, thì chúng được giải quyết đơn giản theo cách đơn giản mà không gặp rắc rối. Còn được gọi là sắp xếp trao đổi phân vùng, thuật toán sắp xếp nhanh chia danh sách sẽ được sắp xếp thành ba phần chính: 1) Phần tử Pivot (phần tử trung tâm), 2) phần tử nhỏ hơn trục và 3) phần tử lớn hơn trục. Trục chính được di chuyển giữa hai nhóm đến vị trí cuối cùng và QUICK SORT sau đó được áp dụng đệ quy.

Sắp xếp hợp nhất là gì?

Hợp nhất Sắp xếp là một thuật toán sắp xếp mục đích chung khác dựa trên kỹ thuật phân chia và chinh phục. Đây là một trong những thuật toán sắp xếp phổ biến và được tôn trọng nhất được thiết kế để được sử dụng hiệu quả để sắp xếp dữ liệu được lưu trữ bên ngoài trong một tệp. Nó cung cấp hành vi O (n log n) trong trường hợp xấu nhất trong khi sử dụng thêm dung lượng O (n). Nó chia một bộ sưu tập 'A' thành hai bộ sưu tập nhỏ hơn, mỗi bộ sau đó được sắp xếp. Trong giai đoạn cuối, hai bộ sưu tập được sắp xếp này được hợp nhất trở lại thành một bộ sưu tập có kích thước n. Đây sẽ là danh sách được sắp xếp. Thuật toán khá nhanh và cũng là một loại ổn định và được ưu tiên lý tưởng cho Danh sách liên kết.

Sự khác biệt giữa Sắp xếp nhanh và Sắp xếp hợp nhất

Khái niệm cơ bản

- Cả Sắp xếp nhanh và Sắp xếp hợp nhất là các thuật toán sắp xếp dựa trên phân chia và chinh phục với cùng một nguyên tắc cơ bản - để phân chia một vấn đề thành hai hoặc nhiều vấn đề phụ và sau đó giải quyết chúng một cách đệ quy. Tuy nhiên, chúng khác nhau trong các thủ tục hợp nhất và về hiệu suất. Sắp xếp nhanh thường tốt hơn và nhanh hơn các thuật toán sắp xếp khác bao gồm Sắp xếp hợp nhất khi nói đến tập dữ liệu nhỏ, trong khi Sắp xếp hợp nhất duy trì tính nhất quán bất kể loại tập dữ liệu. Sắp xếp nhanh được ưu tiên lý tưởng cho các mảng trong khi Sắp xếp hợp nhất được ưu tiên lý tưởng cho Danh sách được liên kết.

Không gian phức tạp

- Việc sắp xếp trong thuật toán Sắp xếp nhanh được thực hiện theo cách đệ quy và mỗi cuộc gọi đệ quy yêu cầu vị trí ngăn xếp. Nó không yêu cầu thêm không gian để hợp nhất, ngoại trừ một không gian bộ nhớ duy nhất để hợp nhất. Vì nó là một thuật toán sắp xếp tại chỗ, không cần thêm không gian để thực hiện sắp xếp. Trong thực tế, nó sử dụng cùng một mảng trong khi phân chia và hợp nhất mảng. Mặt khác, trong Hợp nhất Sắp xếp, có một số cách biểu thị dữ liệu trong một tệp hoặc dưới dạng một mảng, do đó, nó cần các vùng làm việc như tệp phụ hoặc mảng có cùng kích thước cần thêm không gian.

Trường hợp phức tạp nhất

- Hành vi xấu nhất cho Sắp xếp nhanh xảy ra khi phân vùng không cân bằng, điều này phụ thuộc vào yếu tố nào được sử dụng để phân vùng, trong trường hợp đó, thuật toán chạy chậm bất thường như sắp xếp chèn. Hiệu suất trường hợp xấu nhất của Sắp xếp nhanh là O (n²) và được để lại như một bài tập. Tuy nhiên, có thể tránh được bằng cách chọn trục chính. Trường hợp xấu nhất của Hợp nhất Sắp xếp, mặt khác, xảy ra khi nó phải thực hiện số lượng so sánh tối đa. Xem xét hiệu suất tuyến tính để hợp nhất, hiệu suất trường hợp xấu nhất của Sắp xếp hợp nhất là O (n log₂ n).

Hiệu suất

- Mặc dù cả hai thuật toán Sắp xếp nhanh và Hợp nhất Sắp xếp dựa trên phương pháp phân chia và chinh phục để sắp xếp, chúng khác nhau bởi các phương thức được sử dụng để thực hiện quy trình phân tách và hợp nhất. Đối với Sắp xếp nhanh, phần lớn công việc là phân vùng danh sách thành hai danh sách phụ diễn ra trước khi danh sách phụ được sắp xếp. Đối với Sắp xếp Hợp nhất, phần lớn công việc là hợp nhất hai danh sách phụ diễn ra sau khi danh sách phụ được sắp xếp. Hợp nhất Sắp xếp yêu cầu một mảng tạm thời để hợp nhất hai mảng phụ, trong khi không có không gian mảng bổ sung nào được yêu cầu cho Sắp xếp nhanh, làm cho nó hiệu quả hơn về không gian so với Sắp xếp Marge.

Sắp xếp nhanh so với Sắp xếp hợp nhất: Biểu đồ so sánh

Tóm tắt Sắp xếp nhanh so với Sắp xếp hợp nhất

Cả hai thuật toán Sắp xếp nhanh và Hợp nhất Sắp xếp đều dựa trên phương pháp phân chia và chinh phục để sắp xếp. Tuy nhiên, chúng khác nhau bởi các phương thức được sử dụng để thực hiện các thủ tục tách và hợp nhất. Về cơ bản, chúng hoạt động theo cùng một nguyên tắc - chia một vấn đề thành hai hoặc nhiều vấn đề phụ và sau đó giải quyết chúng một cách đệ quy. Hợp nhất Sắp xếp hiệu quả hơn Sắp xếp nhanh trong trường hợp xấu nhất, nhưng cả hai đều hiệu quả như nhau trong trường hợp trung bình. Nhưng Quick Sort hiệu quả hơn về không gian so với Sắp xếp hợp nhất. Vì vậy, Sắp xếp nhanh chắc chắn là nhanh hơn và tốt hơn so với Sắp xếp hợp nhất nhưng nó trở nên không hiệu quả trong một số tình huống như khi so sánh.