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Sunday, 28 July 2024

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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Dans le pire des cas (c'est à dire avec une liste triée en sens inverse) le tri par insertion fera exactement (n^2+n)/2 - 1 opérations, n étant le nombre d'éléments de la liste (ce qu'on peut aussi écrire "n(n+1)/2 - 1". La complexité en temps est quadratique, en O ( n 2). Le graphique suivant illustre cela: En moyenne, il faudra (n^2-n)/4 opérations pour trier une liste, soit un nombre d'opérations équivalent à celui nécessaires avec le tri bulle. Le graphique suivant a été réalisé en triant 1 217 818 listes (! ) générées aléatoirement et en analysant le résultat avec R. Cela permet de vérifier que la complexité en temps est bien quadratique en moyenne.

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def place ( t, i): """ amène t[i] à sa place dans t[0.. i-1] supposé trié""" elt_a_classer = t [ i] j = i # décalage des éléments du tableau à droite, pour trouver la place de t[i] while j > 0 and t [ j - 1] > elt_a_classer: t [ j] = t [ j - 1] j = j - 1 # on insère l'élément à sa place t [ j] = elt_a_classer Travail Implémenter le tri par insertion en python et le tester. def insertion ( t): # compléter le code de la fonction insertion(t), sans oublier la spécification pass # Test t = [ 7, 2, - 3, 5] insertion ( t) assert t == [ - 3, 2, 5, 7] Validité de l'algorithme L'algorithme Tri_insertion termine car il présente une boucle bornée. La boucle conditionnelle présente dans la réalisation amener t[i] à sa place parmi t[0.. i-1] termine également, la quantité étant un variant de boucle. Invariant de boucle A la i-ème itération, le sous tableau t[0.. i-1] est trié. De manière intuitive, on comprend qu'à chaque tour de boucle on se rapproche de la solution recherchée. On agrandit la zone triée de un élément.

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Nous marquons le premier élément du sous-tableau non trié A[1] comme étant la clé. La clé est ensuite comparée aux éléments du sous-tableau trié; ici, nous n'avons qu'un seul élément, A[0]. Si la clé est supérieure à A[0], nous l'insérons après A[0]. Sinon, si elle est plus petite, nous comparons à nouveau pour l'insérer à la bonne position avant A[0]. (Dans le cas de A[0], il n'y a qu'une seule position) Prenez l'élément suivant A[2] comme clé. Comparez-le avec les éléments de sous-réseaux triés et insérez-le après l'élément juste plus petit que A[2]. S'il n'y a pas de petits éléments, insérez-le au début du sous-tableau trié. Répétez les étapes ci-dessus pour tous les éléments du sous-tableau non trié. Exemple de tri par insertion Supposons que nous ayons le tableau: (5, 3, 4, 2, 1). Nous allons le trier en utilisant l'algorithme de tri par insertion.

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C'est le tri du joueur de cartes. On fait comme si les éléments à trier étaient donnés un par un, le premier élément constituant, à lui tout seul, une liste triée de longueur 1. On range ensuite le second élément pour constituer une liste triée de longueur 2, puis on range le troisième élément pour avoir une liste triée de longueur 3 et ainsi de suite... Le principe du tri par insertion est donc d'insérer à la n ième itération le n ième élément à la bonne place. L'animation ci-après illustre le fonctionnement de ce tri: Démonstration du tri par insertion Pseudo-code Caml Pascal Python C Graphique Schéma PROCEDURE tri_Insertion ( Tableau a [ 1: n]) POUR i VARIANT DE 2 A n FAIRE INSERER a [ i] à sa place dans a [ 1: i - 1]; FIN PROCEDURE; let tri_insertion tableau = for i = 1 to 19 do let en_cours = tableau. ( i) and j = ref ( i - 1) in (* Décalage des éléments du tableau *) while (! j >= 0) && ( tableau. (! j) > en_cours) do tableau. (! j + 1) <- tableau. (! j); j:=! j - 1; done; (* on insère l'élément à sa place *) tableau.

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À la base, le tri par insertion est un algorithme de tri. Il peut placer divers éléments non triés aux endroits qui leur conviennent le mieux à chaque itération. On peut dire que cet algorithme fonctionne de manière assez similaire à la façon dont les gens trient les cartes dans leur main. Si vous avez déjà joué à des jeux de cartes, vous savez que les joueurs de cartes trient en partant du principe que les premières cartes sont déjà triées, après quoi ils sélectionnent les cartes non triées. Si la carte non triée s'avère être plus grande que la carte en main du joueur, il doit la placer à droite. Sinon, ils doivent garder la carte sur le côté gauche. De même, vous devez placer le reste des cartes non triées et les conserver à leur place respective. L'approche utilisée par le tri par insertion est assez similaire à celle-ci. Les bases du fonctionnement du tri par insertion Les trois étapes mentionnées ci-dessous vous donneront un aperçu du fonctionnement du tri par insertion: – Dans la première étape, les éléments en question sont comparés avec les éléments adjacents à eux – Si chaque comparaison montre que l'élément en question peut être utilisé à une position spécifique, alors un espace lui est réservé.

Tri par insertion D'après Thibault Allançon 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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