Quick Sort là gì?
Trong phần này, chúng tôi sẽ giúp bạn tìm hiểu về khái niệm, cách hoạt động và ứng dụng của thuật toán sắp xếp nhanh:
Khái niệm về Quick Sort
Quick Sort chính là thuật toán sắp xếp nhanh, hay còn được gọi là Part Sort(tức sắp xếp nhanh theo kiểu phân chia). Bạn có thể hiểu đơn giản hơn, thuật toán này dựa trên việc phân chia dữ liệu thành những nhóm phần tử nhỏ hơn.vận chuyển hàng không là gì
Quick Sort là việc phân chia dữ liệu thành những nhóm phần tử nhỏ hơn
Khả năng sắp xếp các dữ liệu của thuật toán này nhanh hơn rất nhiều so với bất cứ loại thuật toán truyền thống khác. Nhưng Quick Sort lại không mấy ổn định bởi nó không đảm bảo được sự bằng nhau của các thứ tự tương đối của những phần tử.giá cước vận chuyển hàng không quốc tế
Cách hoạt động của Quick Sort
Cách hoạt động của thuật toán này khá đơn giản. Quick Sort sẽ chọn một phần tử có trong mảng để làm Pivot(điểm đánh dấu).
Cách hoạt động của Quick Sort
Khi đã chọn được Pivot, thuật toán sẽ tiến hành so sánh với điểm đánh dấu đã chọn để chia mảng chính thành hai mảng con. Trong đó, một mảng sẽ gồm những phần tử bằng hoặc nhỏ hơn Pivot, mảng còn lại lớn hơn Pivot.
Quá trình này sẽ được lặp lại cho tới khi nào độ dài của những mảng con đều có giá trị bằng 1, từ đó tạo ra tập dữ liệu sắp xếp đầy đủ.
Những phiên bản của thuật toán Quick Sort sẽ có cách chọn Pivot theo cách khác nhau. Đồng thời tốc độ sắp xếp thuật toán cũng phụ thuộc việc chọn lựa điểm đánh dấu. Dưới dây là một số cách chọn Pivot:
- Luôn chọn những phần tử ở đầu để làm Pivot.
- Chọn điểm đánh dấu là phần tử cuối cùng.
- Lựa chọn phần tử ngẫu nhiên để làm điểm đánh dấu.
- Chọn Pivot bằng vị trí ở giữa.
Đến đây hẳn bạn đã biết được cách hoạt động của thuật toán sắp xếp nhanh. Vậy Quick Sort có những ứng dụng gì? Cùng đón đọc trong nội dung tiếp theo bạn nhé!Bạn đọc tham khảo thêm: vận chuyển hàng từ nhật về việt nam
Ứng dụng của Quick Sort
Thuật toán này cung cấp cho người dùng cách tiếp cận nhanh chóng, dễ dàng và có được phương pháp sắp xếp bất cứ một thứ gì. Dưới đây là một số ứng dụng thường thấy Quick Sort:
Quick Sort được ứng dụng trong máy tính thương mại
|
Ứng dụng |
Chi tiết |
✔️Máy tính thương mại |
Sắp xếp nhanh được dùng trong những tổ chức tư nhân, chính phủ với mục đích:
|
✔️Tính toán số |
Ngoài ra, thuật toán này còn được ứng dụng trong việc tính toán số. Tức là dùng sắp xếp Inturn, hàng đợi ưu tiên để có thể đạt độ chính xác trong những phép tính.vận chuyển hàng không nội địa |
✔️Tìm kiếm thông tin |
Bên cạnh đó, Quick Sort còn hỗ trợ người dùng có thể tìm kiếm mọi thông tin một cách hiệu quả, nhanh chóng hơn. |
Độ phức tạp, hiệu quả của thuật toán sắp xếp nhanh
Khi chọn thuật toán sắp xếp nào đó, hiệu quả là yếu tố vô cùng quan trọng. Dưới đây chính là một số điểm hiệu quả của Quicksort.
|
Độ phức tạp |
Chi tiết |
✔️Về thời gian của thuật toán Quick Short |
Trong những trường hợp xấu nhất, trung bình hoặc tốt nhất, Quick Sort sẽ tiến hành thực hiện độ phức tạp O (n) đến O (n log n) và O (n ^ 2). Đây chính là một trong các thuật toán sắp xếp nhanh hiệu quả nhất khi nói tới sự phức tạp về thời gian. |
✔️Về không gian Quick Short |
Về không gian, độ phức tạp trung bình của thuật toán này là O (log n) và độ phức tạp ở trường hợp xấu nhất là O (n). Tức là điều này giống với những thuật toán sắp xếp phổ biến hiện nay. Tuy nhiên thuật toán đệ quy có bản chất là không tối ưu hóa được việc dùng bộ nhớ. |
✔️Tối ưu hóa |
Bất cứ thuật toán nào hiện đều có một số tối ưu được áp dụng cho trường hợp khác nhau. Để bảo đảm không gian đã dùng được giới hạn tại O (log n), thuật toán sẽ thực hiện để tiến hành đệ quy vào một phía nhỏ hơn phân vùng và dùng đệ quy đuôi. Bạn cũng có thể triển khai thuật toán sắp xếp kết hợp rồi chuyển sang thuật toán sắp xếp lặp để đạt hiệu quả hơn về thời gian đối với những mảng nhỏ hơn. |
Quick Sort trong lập trình C++
Đến đây hẳn bạn đã hiểu hơn về Quick Sort rồi phải không? Vậy thuật toán sắp xếp nhanh trong lập trình C++ diễn ra như thế nào? Cùng tìm hiểu ngay nhé: Bạn đọc tham khảo thêm: giá cước vận chuyển hàng không nội địa
Mô tả thuật toán
Thuật toán sắp xếp nhanh có hai giai đoạn, đó chính là phân đoạn mảng(partition()) và sắp xếp (quickSort()).
- Trước hết tiến hành chọn Pivot cho mảng.
- Sau đó tạo hai biến là right và left để trỏ đến bên phải, bên trái của danh sách.
- Bước tiếp theo tiến hành so sánh những phần tử trong mảng với Pivot. Đối với trường hợp phần tử nhỏ hơn điểm đánh dấu sẽ dịch qua trái và ngược lại.
Khi đã dịch chuyển xong, thuật toán sẽ tiến hành sắp xếp những phần tử bên trong mảng con mới, trước khi phân đoạn tiếp theo.
Code Quick Sort trong C++
Bên trên chính là cách bước viết thuật toán trong C++. Để hiểu hơn, bạn hãy tham khảo những code trong thuật toán sau:
Hàm partition()
Hàm quicksort()
Hàm swap()
Tại sao thuật toán Quick Sort hiệu quả hơn Merge Sort?
Thuật toán Quick Sort được đánh giá hiệu quả hơn Merge Sort bởi những lý do sau:công ty vận chuyển hàng không
|
Lý do |
Chi tiết |
✔️Đối với không gian phụ trợ |
Quick Sort chính là thuật toán sắp xếp nhanh tại chỗ, nhưng Merge Sort cần phải dùng thêm không gian hỗ trợ.
Chính vì vậy thuật toán Quick Sort đã trở thành tùy chọn tốt hơn cho người dùng. |
✔️Trong trường hợp xấu nhất |
O (n2) là trường hợp xấu nhất của Quick Sort. Để có thể tránh được O (n2) chúng ta có thể dùng Quick Sort hoàn toàn ngẫu nhiên. Lúc này sẽ xuất hiện trường hợp trung bình bằng cách lựa chọn các phần tử xoay ngẫu nhiên, đồng thời khiến hiệu suất cải thiện như Merge Sort. |
✔️Thân thiện đối với cache |
Thuật toán sắp xếp nhanh luôn thân thiện đối với bộ nhớ cache. Bởi lẽ thuật toán Quicksort khi được dùng cho các mảng luôn có vị trí tham chiếu tốt. |
FAQs về thuật toán Quicksort
Dưới đây chính là một số câu hỏi xoay quanh thuật toán sắp xếp nhanh Quicksort, mời bạn cùng theo dõi:
1. Thuật toán sắp xếp có bao nhiêu loại?
Quicksort là một thuật toán sắp xếp nhanh trong nhiều loại khác nhau. Tuy nhiên mỗi thuật toán đều sở hữu ưu điểm riêng.
Những thuật toán sắp xếp phổ biến ở JavaScript gồm: Selection Sort, Merge Sort, Bucket Sort, Bubble Sort, Insertion Sort, Quick Sort.
2. Tại sao nên dùng thuật toán Quick Sort ngẫu nhiên?
Việc chọn lựa phần tử ngoài cùng ở bên phải đôi khi sẽ dẫn tới những trường hợp xấu nhất. Trong trường hợp này, việc chọn lựa phần tử ngẫu nhiên sẽ khiến trục xoay ở mỗi bước giảm xác suất dẫn tới hành vi ở trường hợp xấu nhất.
Người dùng có nhiều khả năng chọn lựa những trục gần tâm của mảng và khi xảy ra điều này, những nhánh đệ quy sẽ đồng đều hơn, từ đó, thuật toán Quick Sort kết thúc nhanh hơn.
O (n log n) là độ phức tạp về thời gian chạy dự kiến, bởi những trục ngẫu nhiên đã chọn để tránh những hành vi ở những trường hợp xấu nhất.
Kết luận
Tóm lại, Quicksort là thuật toán sắp xếp hữu ích và được dùng phổ biến nhất hiện nay. Hy vọng qua chia sẻ của ITNavi, bạn sẽ áp dụng Quick Sort hiệu quả để trong việc sắp xếp dữ liệu.vận chuyển hàng không quốc tế
