1
00:00:00,000 --> 00:00:07,270

2
00:00:07,270 --> 00:00:10,390
>> MARK Grozen-SMITH: Hallo, ich bin Mark
Grozen-Smith, und dies ist Quicksort.

3
00:00:10,390 --> 00:00:13,520
Genau wie Insertion Sort und Bubble
Sortieren, Quicksort ist ein Algorithmus zur

4
00:00:13,520 --> 00:00:15,720
Sortieren einer Liste oder eine Reihe von Dingen.

5
00:00:15,720 --> 00:00:19,080
Der Einfachheit halber nehmen wir an, dass diejenigen,
Dinge sind nur ganze Zahlen, aber

6
00:00:19,080 --> 00:00:22,060
wissen, dass Quicksort arbeitet für
mehr als nur Zahlen.

7
00:00:22,060 --> 00:00:24,720
Quickstart ist ein bisschen komplizierter
als Ein-oder Luftblase, aber es ist

8
00:00:24,720 --> 00:00:27,560
auch wesentlich effizienter
in den meisten Fällen.

9
00:00:27,560 --> 00:00:28,150
Warten Sie eine Sekunde.

10
00:00:28,150 --> 00:00:30,760
Hat er nur "die meisten sagen,
Fällen ", nicht" alle "?

11
00:00:30,760 --> 00:00:31,710
Interessanterweise nicht.

12
00:00:31,710 --> 00:00:33,560
Nicht in allen Fällen die gleichen sind.

13
00:00:33,560 --> 00:00:36,650
Sie nicht über dieses Detail kümmern, wenn Sie
nicht O-Notation noch nicht gesehen, aber

14
00:00:36,650 --> 00:00:39,730
Quicksort ist ein O (n-Quadrat)-Algorithmus
im schlimmsten Fall, wie

15
00:00:39,730 --> 00:00:41,430
Ein-oder Bubble-Sort.

16
00:00:41,430 --> 00:00:44,950
Allerdings handelt es typischerweise viel mehr
wie eine alte analoge m-Algorithmus.

17
00:00:44,950 --> 00:00:45,750
Warum?

18
00:00:45,750 --> 00:00:46,810
Wir kommen wieder zu bekommen, dass später.

19
00:00:46,810 --> 00:00:49,610
Aber jetzt wollen wir nur lernen
wie Quicksort funktioniert.

20
00:00:49,610 --> 00:00:53,080
>> Lassen Sie uns also über diese Quicksorting gehen
Array von ganzen Zahlen von der kleinsten

21
00:00:53,080 --> 00:00:54,260
zum größten.

22
00:00:54,260 --> 00:01:00,110
Hier haben wir die Zahlen 6,
5, 1, 3, 8, 4, 7, 9 und 2.

23
00:01:00,110 --> 00:01:03,480
Zuerst wählen wir das letzte Element der
dieses Array - in diesem Fall zwei -

24
00:01:03,480 --> 00:01:06,870
und rufen, dass die "Pivot". Als nächstes wir
beginnen, an zwei Dinge sehen -

25
00:01:06,870 --> 00:01:10,220
ein, dem niedrigsten Index, der ich entnehmen
so bleiben rechts

26
00:01:10,220 --> 00:01:13,970
die Wand, und zwei, die am weitesten links
Element, das ich die "aktuelle nennen

27
00:01:13,970 --> 00:01:17,260
Element. "Was wir tun werden, ist
schauen alle anderen Elemente, andere

28
00:01:17,260 --> 00:01:20,930
als die Dreh, und legte all die Elemente
kleiner ist als der Schwenk die

29
00:01:20,930 --> 00:01:24,140
links von der Wand und alle,
größer als der Schwenk die

30
00:01:24,140 --> 00:01:25,570
rechts von der Wand.

31
00:01:25,570 --> 00:01:29,560
Dann, endlich, wir werden die Dreh Drop
direkt auf die Wand, um sie zwischen setzen

32
00:01:29,560 --> 00:01:32,970
alle Zahlen kleiner als
und alle Zahlen größer.

33
00:01:32,970 --> 00:01:34,460
>> Also lassen Sie uns das tun.

34
00:01:34,460 --> 00:01:38,540
Nehmen Sie die 2, legen Sie die Wand in die
Anfang, und rufen Sie die 6 den "aktuellen

35
00:01:38,540 --> 00:01:41,590
Element. "So wollen wir zu sehen
unsere aktuellen Element, der 6.

36
00:01:41,590 --> 00:01:44,200
Und da es größer als die
2, lassen wir es dort zu den

37
00:01:44,200 --> 00:01:45,610
rechts von der Wand.

38
00:01:45,610 --> 00:01:48,980
Dann bewegen wir uns auf in der 5 aussehen wie unsere
aktuelle Element und sehen, dass diese

39
00:01:48,980 --> 00:01:51,840
ist wiederum größer als der Schwenk, deswegen
lassen, wo es ist auf der rechten

40
00:01:51,840 --> 00:01:53,190
Seite der Wand.

41
00:01:53,190 --> 00:01:53,880
Wir ziehen weiter.

42
00:01:53,880 --> 00:01:56,750
Unsere aktuelle Element
Jetzt 1 und - oh.

43
00:01:56,750 --> 00:01:58,030
Das ist jetzt anders.

44
00:01:58,030 --> 00:02:00,890
Das aktuelle Element ist jetzt kleiner als
der Dreh, so wollen es uns

45
00:02:00,890 --> 00:02:02,570
auf der linken Seite der Wand.

46
00:02:02,570 --> 00:02:06,555
Um dies zu tun, lass uns einfach wechseln die
aktuelle Element mit dem niedrigsten Index

47
00:02:06,555 --> 00:02:07,970
sitzt nur auf der rechten Seite der Wand.

48
00:02:07,970 --> 00:02:14,050

49
00:02:14,050 --> 00:02:17,570
Nun, die Wand bis ein Index bewegen wir uns
so dass der 1 auf der linken Seite

50
00:02:17,570 --> 00:02:19,750
Seite jetzt der Wand.

51
00:02:19,750 --> 00:02:20,310
>> Warten.

52
00:02:20,310 --> 00:02:23,450
Ich habe gerade die Elemente auf die gemischt
rechten Seite der Wand, oder nicht?

53
00:02:23,450 --> 00:02:23,890
Mach dir keine Sorgen.

54
00:02:23,890 --> 00:02:24,930
Das ist in Ordnung.

55
00:02:24,930 --> 00:02:27,570
Das einzige, was wir interessieren uns für jetzt
ist, dass alle diese Elemente in der

56
00:02:27,570 --> 00:02:29,570
rechts von der Wand sind größer
als der Drehpunkt.

57
00:02:29,570 --> 00:02:31,760
Keine tatsächliche Reihenfolge wird noch angenommen.

58
00:02:31,760 --> 00:02:33,200
>> Nun, zurück zu sortieren.

59
00:02:33,200 --> 00:02:35,840
Also wir suchen weiter
der Rest der Elemente.

60
00:02:35,840 --> 00:02:39,075
Und in diesem Fall sieht man, dass es
keine weiteren Elemente weniger als die

61
00:02:39,075 --> 00:02:42,100
Pivot, sie alle so weiter verlassen wir
die rechte Seite der Wand.

62
00:02:42,100 --> 00:02:45,980
Schließlich, um das aktuelle Element erhalten wir
und dass es die Schwenk.

63
00:02:45,980 --> 00:02:48,830
Nun bedeutet, dass wir zwei haben
Abschnitte der Anordnung, wobei die erste

64
00:02:48,830 --> 00:02:51,820
klein auf dem Drehzapfen und auf der linken Seite
von der Wand und dem zweiten Wesen

65
00:02:51,820 --> 00:02:54,500
größer als der Schwenk die
rechten Seite der Wand.

66
00:02:54,500 --> 00:02:57,040
Wir wollen das Drehelement zwischen setzen
die beiden, und dann werden wir wissen,

67
00:02:57,040 --> 00:03:01,000
daß die Schwenk in seiner richtigen
Abschluss sortierten Ort.

68
00:03:01,000 --> 00:03:04,980
So schalten wir das erste Element auf der
rechten Seite der Wand mit der Schwenk,

69
00:03:04,980 --> 00:03:06,410
und wir wissen, ist die Schwenk
in der rechten Position.

70
00:03:06,410 --> 00:03:11,130

71
00:03:11,130 --> 00:03:15,650
>> Dann wiederholen wir diesen Vorgang für die
Teilfelder links und rechts des Schwenk.

72
00:03:15,650 --> 00:03:18,700
Seit der letzten Unterfeld ist nur ein
Element lange wissen wir, dass es schon

73
00:03:18,700 --> 00:03:22,480
sortierten denn wie kann man aus sein
bestellen, wenn Sie nur ein Element sind?

74
00:03:22,480 --> 00:03:28,860
Für die rechte Seite des Sub-Array, wir
sehen, dass die Dreh ist 5 und die Wand

75
00:03:28,860 --> 00:03:32,250
ist nur der 6 übrig.

76
00:03:32,250 --> 00:03:34,970
Und auch das aktuelle Element
startet als 6.

77
00:03:34,970 --> 00:03:36,200
So 6 größer als 5 ist.

78
00:03:36,200 --> 00:03:38,590
Wir überlassen es wo es auf die
rechten Seite der Wand.

79
00:03:38,590 --> 00:03:41,060
Nun fortfahren, 3 kleiner als 5 ist.

80
00:03:41,060 --> 00:03:44,160
So schalten wir es mit dem ersten Element
nur rechts von der Wand.

81
00:03:44,160 --> 00:03:47,944

82
00:03:47,944 --> 00:03:50,750
Nun zog ich die Wand nach oben ein.

83
00:03:50,750 --> 00:03:53,010
Nun bewegt auf den 8.

84
00:03:53,010 --> 00:03:56,480
8 ist größer als 5,
und so lassen wir es.

85
00:03:56,480 --> 00:03:58,720
Die 4 ist kleiner als 5, so dass wir sie umschalten.

86
00:03:58,720 --> 00:04:02,950

87
00:04:02,950 --> 00:04:03,570
Und an.

88
00:04:03,570 --> 00:04:04,820
Und an.

89
00:04:04,820 --> 00:04:10,190

90
00:04:10,190 --> 00:04:13,670
>> Jedes Mal, wenn wir uns wiederholen Sie den Vorgang auf der
linken und rechten Seite der Anordnung. wir

91
00:04:13,670 --> 00:04:17,010
wählen Sie einen Drehpunkt und machen die Vergleiche
und erstellen Sie eine weitere Ebene der links und

92
00:04:17,010 --> 00:04:18,240
rechten Untergruppen.

93
00:04:18,240 --> 00:04:21,500
Diese rekursiven Aufruf wird bis weiter
wir das Ende erreichen, wenn wir haben

94
00:04:21,500 --> 00:04:25,290
die Gesamt Array aufgeteilt in
nur Sub-Arrays der Länge 1.

95
00:04:25,290 --> 00:04:28,060
Von dort wissen wir, das Array sortiert
da jedes Element zumin

96
00:04:28,060 --> 00:04:29,330
Irgendwann, ein Drehpunkt.

97
00:04:29,330 --> 00:04:32,720
Mit anderen Worten, für jedes Element, die alle
Die Zahlen auf der linken Seite sind geringere

98
00:04:32,720 --> 00:04:36,420
Werte und alle Zahlen auf die
Recht haben größere Werte.

99
00:04:36,420 --> 00:04:38,980
>> Diese Methode funktioniert sehr gut, wenn die
Wert der gewählten Dreh ist

100
00:04:38,980 --> 00:04:41,930
etwa in der Mitte
Bereich der Listenwerte.

101
00:04:41,930 --> 00:04:45,630
Dies würde bedeuten, dass nach dem wir uns bewegen
Elemente herum, es etwa so viele

102
00:04:45,630 --> 00:04:48,390
Elemente auf der linken Seite des Schwenk
wie es auf der rechten Seite.

103
00:04:48,390 --> 00:04:52,380
Und die Teile-und-Herrsche-Natur der
Quicksort-Algorithmus wird dann genommen

104
00:04:52,380 --> 00:04:53,850
vollen Nutzen aus.

105
00:04:53,850 --> 00:04:57,500
Dies schafft eine Laufzeit von O (n log n)
die n, weil wir zu tun haben, n minus 1

106
00:04:57,500 --> 00:05:01,640
Vergleiche, die auf jeder Generation und Protokoll
n, denn wir haben, um die Liste zu teilen

107
00:05:01,640 --> 00:05:03,210
log n mal.

108
00:05:03,210 --> 00:05:06,160
In den schlimmsten Fällen, diese
Algorithmus tatsächlich sein kann O (n

109
00:05:06,160 --> 00:05:09,850
Quadrat.) Angenommen auf jeder Generation
der Dreh passiert einfach so zu sein das

110
00:05:09,850 --> 00:05:12,520
kleinste oder der größte der
Zahlen wir Sortierung.

111
00:05:12,520 --> 00:05:15,870
Dies würde bedeuten, den Abbau der Liste
n-mal und machen n minus 1

112
00:05:15,870 --> 00:05:17,690
Vergleiche jede einzelne Zeit.

113
00:05:17,690 --> 00:05:20,490
So o n quadriert.

114
00:05:20,490 --> 00:05:22,000
>> Wie können wir die Methode?

115
00:05:22,000 --> 00:05:25,100
Eine gute Möglichkeit, um das Verfahren zu verbessern, ist
um auf die Wahrscheinlichkeit reduzieren, dass

116
00:05:25,100 --> 00:05:28,150
die Laufzeit ist eigentlich immer
o n quadriert.

117
00:05:28,150 --> 00:05:31,860
Merken schlimmsten schlimmsten Fall
kann nur geschehen, wenn die

118
00:05:31,860 --> 00:05:35,320
Dreh gewählt ist immer die höchste
oder niedrigsten Wert im Array.

119
00:05:35,320 --> 00:05:38,630
Um dies zu gewährleisten ist es weniger wahrscheinlich passieren,
können wir die Dreh durch finden

120
00:05:38,630 --> 00:05:42,610
Auswahl mehrerer Elemente und
unter dem Medianwert.

121
00:05:42,610 --> 00:05:44,650
>> Mein Name ist Mark Grozen-Smith,
und dies ist CS50.

122
00:05:44,650 --> 00:05:47,790

123
00:05:47,790 --> 00:05:50,930
>> Der Einfachheit halber nehmen wir an, dass diejenigen,
Dinge sind nur ganze Zahlen, aber

124
00:05:50,930 --> 00:05:51,970
wissen, dass QUICKSERT -

125
00:05:51,970 --> 00:05:53,160
QUICKSERT?

126
00:05:53,160 --> 00:05:55,200
Entschuldigung.

127
00:05:55,200 --> 00:06:02,000
>> Hier haben wir die ganzen Zahlen
6, 5, 1, 3, 8, 4, 9.

128
00:06:02,000 --> 00:06:03,200
>> Sprecher 1: Wirklich?

129
00:06:03,200 --> 00:06:04,850
>> Sprecher 2: Hören Sie nicht dort.

130
00:06:04,850 --> 00:06:06,100
>> Sprecher 1: Wirklich?

131
00:06:06,100 --> 00:06:08,491