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Tri par insertion Thibault Allançon Articles Publié: 01/05/2014 · Modifié: 08/12/2015 Introduction Le tri par insertion ( insertion sort en anglais) est un algorithme de tri par comparaison simple, et intuitif mais toujours avec une complexité en \(O(N^2)\). Vous l'avez sans doute déjà utilisé sans même vous en rendre compte: lorsque vous triez des cartes par exemple. C'est un algorithme de tri stable, en place, et le plus rapide en pratique sur une entrée de petite taille. Principe de l'algorithme Le principe du tri par insertion est de trier les éléments du tableau comme avec des cartes: On prend nos cartes mélangées dans notre main. On crée deux ensembles de carte, l'un correspond à l'ensemble de carte triée, l'autre contient l'ensemble des cartes restantes (non triées). On prend au fur et à mesure, une carte dans l'ensemble non trié et on l'insère à sa bonne place dans l'ensemble de carte triée. On répète cette opération tant qu'il y a des cartes dans l'ensemble non trié. Exemple Prenons comme exemple la suite de nombre suivante: 9, 2, 7, 1 que l'on veut trier en ordre croissant avec l'algorithme du tri par insertion: 1er tour: 9 | 2, 7, 1 -> à gauche la partie triée du tableau (le premier élément est considéré comme trié puisqu'il est seul dans cette partie), à droite la partie non triée.
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Ainsi, au moment où on considère un élément, les éléments qui le précèdent sont déjà triés, tandis que les éléments qui le suivent ne sont pas encore triés. Pour trouver la place où insérer un élément parmi les précédents, il faut le comparer à ces derniers, et les décaler afin de libérer une place où effectuer l'insertion. Le décalage occupe la place laissée libre par l'élément considéré. En pratique, ces deux actions s'effectuent en une passe, qui consiste à faire « remonter » l'élément au fur et à mesure jusqu'à rencontrer un élément plus petit. 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). L'algorithme a la particularité d'être online, c'est-à-dire qu'il peut recevoir la liste à trier élément par élément sans perdre en efficacité. Exemple Voici les étapes de l'exécution du tri par insertion sur le tableau [6, 5, 3, 1, 8, 7, 2, 4]. Le tableau est représenté au début et à la fin de chaque itération.
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» Invariant de Boucle On appelle cette propriété un Invariant de Boucle. Le terme Invariant signifie qu'elle reste vraie pour chaque itération de la boucle. quand \(k\) vaut \(0\), on place le minimum de la liste en l[0], la sous-liste l[0] est donc triée. Donc \(P(0)\) est vraie. si la sous-liste de \(k\) premiers éléments est triée (donc si \(P(k)\) est vraie), l'algorithme rajoute en dernière position de la liste le minimum de la sous-liste restante, dont tous les éléments sont supérieurs au maximum de la sous-liste de \(k\) éléments. La sous-liste des \(k+1\) premiers éléments est donc aussi triée. Donc \(P(k+1)\) est vraie Complexité de l'Algorithme ⚓︎ Étude Expérimentale ⚓︎ Proposer des mesures expérimentales pour déterminer la complexité du tri par Insertion. Pour mesurer les temps d'exécution, nous allons utiliser la fonction timeit du module timeit. Avant toute chose, néanmoins, il va nous falloir modifier légèrement notre algorithme de tri. En effet, la fonction timeit fait un grand nombre d'appels ( 1000000 de fois, par défaut) à la fonction tri_insertion() (pour ensuite en faire la moyenne): la liste serait donc triée dès le premier appel et les autres appels essaieraient donc de tri une liste déjà triée.
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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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[TP08] Tri par insertion - insertion_sort_h On vous demande de calculer la complexité temporelle de l'implémentation du tri par insertion reprise dans le fichier. Pour cela, il faudra déterminer la complexité des fonctions insertion_sort, insertion_sort_h et insert. Note: il est toujours vivement conseillé d'essayer de répondre aux questions avant de regarder les propositions. En effet, il vous sera plus simple de repérer une réponse connue que d'essayer de l'identifier sans savoir à quoi s'attendre. De plus, votre objectif est de pouvoir répondre à une question particulière, pas d'identifier la bonne réponse parmi un ensemble de fausse réponses. Sélectionnez, parmi les réponses proposées, celle qui définit la taille du problème de la fonction insertion_sort_h. \(n=len(t)\) \(n=t\) \(n=i\) \(n=t[-1] - i\) \(n=1\) \(n=t[-1]\) \(n=0\) \(n=len(t) - 1\) \(n=len(t) - 2\) Sélectionnez, parmi les réponses proposées, celle qui définit le cas de base de la récurrence de la fonction insertion_sort_h.
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def tri_insertion ( L): l = list ( L) # pour ne pas modifier la liste passée en argument. for k...
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