Trie Par Insertion / Maison A Vendre Mourmelon Le Grand Studio
Principe Visionner la séquence vidéo proposée. Lien Le tri par insertion est le tri effectué par le joueur de carte. En supposant que l'on maintienne une partie triée, on décale les cartes de cette partie, de manière à placer la carte à classer ( voir video). En informatique, on va très souvent travailler avec un tableau et le parcourir de la gauche vers la droite, en maintenant la partie déjà triée sur sa gauche (voir lien wikipedia). Concrètement, on va décaler d'une case vers la droite tous les éléments déjà triés, qui sont plus grands que l'élément à classer, puis déposer ce dernier dans la case libérée. Algorithme Notation La notation t[0.. i-1] désigne ici les premiers éléments d'un tableau t, c'est-à-dire t[0], t[1],..., t[i-1]. Algorithme Tri_insertion(t) --------------------------- t: tableau de n éléments comparables (t[0.. n-1]) Pour i allant de 1 à n-1: amener t[i] à sa place parmi t[0.. i-1] Implémentation en python On commence par donner une réalisation de amener t[i] à sa place parmi t[0.. i-1] en écrivant une fonction place(t, i) qui amène l'élément d'index à sa place parmi les éléments d'index 0 à déjà classés.
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Description de l'algorithme Dans l'algorithme, on parcourt le tableau à trier du début à la fin. Au moment où on considère le i -ème élément, les éléments qui le précèdent sont déjà triés. Pour faire l'analogie avec l'exemple du jeu de cartes, lorsqu'on est à la i -ème étape du parcours, le i -ème élément est la carte saisie, les éléments précédents sont la main triée et les éléments suivants correspondent aux cartes encore mélangées sur la table. L'objectif d'une étape est d'insérer le i -ème élément à sa place parmi ceux qui précèdent. Il faut pour cela trouver où l'élément doit être inséré en le comparant aux autres, puis décaler les éléments afin de pouvoir effectuer l'insertion. En pratique, ces deux actions sont fréquemment effectuées en une passe, qui consiste à faire « remonter » l'élément au fur et à mesure jusqu'à rencontrer un élément plus petit. Voici une description en pseudo-code de l'algorithme présenté. Les éléments du tableau T sont numérotés de 0 à n -1. procédure tri_insertion(tableau T, entier n) pour i de 1 à n - 1 x:= T[i] j:= i tant que j > 0 et T[j - 1] > x T[j]:= T[j - 1] j:= j - 1; T[j]:= x Le tri par insertion est un tri stable (conservant l'ordre d'apparition des éléments égaux) et un tri en place (il n'utilise pas de tableau auxiliaire).
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Grâce à cette amélioration, l'algorithme du tri par insertion a pour complexité \(O(N \log _2 N)\). J'ai expliqué ici très rapidement le principe de la dichotomie, j'en parle plus longuement dans mon article à ce propos donc si vous n'avez pas tout suivi, je vous conseille d'aller le lire pour bien saisir ce concept fondamental en algorithmie. Conclusion L'algorithme du tri par insertion est simple et relativement intuitif, même s'il a une complexité en temps quadratique. Cet algorithme de tri reste très utilisé à cause de ses facultés à s'exécuter en temps quasi linéaire sur des entrées déjà triées, et de manière très efficace sur de petites entrées en général (souvent plus performant, dans ce cas, que des algorithmes de tri en \(O(N \log _2 N)\)).
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Le tri par insertion d'un tableau de nombres de taille n consiste à le parcourir et à le trier au fur et à mesure pour que les éléments soient dans l'ordre croissant. Le tri par insertion se fait sur place. Ainsi, à l'étape k, les k –1 premiers éléments du tableau sont triés et on insère le k -ième élément à sa place parmi les k premiers éléments. Exemple Voici les étapes du tri par insertion de Tab=[2, 3, 1, 6, 4, 5]. Étape Tab Commentaire 0 [ 2, 3, 1, 6, 4, 5] Le début [ 2] est déjà trié. Rien ne change. 1 [ 2, 3, 1, 6, 4, 5] 3 est déjà à sa place. Rien ne change. 2 [ 1, 2, 3, 6, 4, 5] On insère 1 à sa place dans le début [ 2, 3]. 3 [ 1, 2, 3, 6, 4, 5] 6 est 4 [ 1, 2, 3, 4, 6, 5] On insère 4 à sa place dans le début [ 1, 2, 3, 6]. 5 [ 1, 2, 3, 4, 5, 6] On insère 5 à sa place dans le début [ 1, 2, 3, 4, 6].
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On «duplique» la variable i en une variable k. On se positionne sur l'élément d'indice k. On va faire «reculer» cet élément tant que c'est possible. On ne touche pas à i. Tant qu'on n'est pas revenu au début de la liste et qu'il y a une valeur plus grande à gauche. On échange de place avec l'élément précédent. Notre élément est maintenant à l'indice k - 1. La boucle peut continuer. Utilisation ⚓︎ >>> maliste = [ 7, 5, 2, 8, 1, 4] >>> tri_insertion1 ( maliste) >>> maliste [ 1, 2, 4, 5, 7, 8] Tri par Insertion (version optimisée) ⚓︎ Observez l'animation ci-dessous, et comparer-la avec la version initiale.
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Les principales applications du tri par insertion Voici deux des scénarios les plus courants dans lesquels les programmeurs utilisent le tri par insertion. Tout d'abord, ils l'utilisent lorsqu'il s'agit d'un tableau contenant quelques éléments. Le tri par insertion peut également s'avérer pratique lorsqu'il n'y a qu'un petit nombre d'éléments à trier. Complexités temporelles du tri par insertion Voici un aperçu des complexités temporelles que vous pouvez rencontrer dans le tri par insertion. Complexité dans le pire des cas O (n2) Imaginez qu'il y a un tableau présent dans un ordre ascendant, que vous voulez trier dans un ordre descendant. Un cas comme celui-ci entraîne une complexité de pire cas. Dans une telle situation, vous devez comparer chaque élément avec d'autres éléments pour qu'il y ait (n-1) comparaisons pour chaque nième élément. Le nombre total de comparaisons sera de n*(n-1) ~ n2. Complexité du cas moyen O(n) Ce type de complexité se produit souvent lorsque les éléments d'un tableau sont mélangés, ce qui signifie qu'ils ne sont ni en ordre décroissant ni en ordre croissant.
\(T(n)=0\) \(T(v)=0\) \(T(\frac{n}{2})=b\) \(T(n-1)=b\) \(T(n-1)=0\) \(T(\frac{n}{2})=1\) \(T(0)= b_1 + b_2\) \(T(0)=v\) \(T(n)=n\) \(T(0)=b\) \(T(n \leq v)=n\) Sélectionnez, parmi les réponses proposées, celle qui définit le cas général de la récurrence de la fonction insertion_sort_h.
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