DAA - Pattern di unione ottimale
Unisci un insieme di file ordinati di diversa lunghezza in un unico file ordinato. Dobbiamo trovare una soluzione ottimale, in cui il file risultante verrà generato in un tempo minimo.
Se viene fornito il numero di file ordinati, esistono molti modi per unirli in un unico file ordinato. Questa unione può essere eseguita in coppia. Quindi, questo tipo di fusione è chiamato come2-way merge patterns.
Poiché accoppiamenti diversi richiedono quantità di tempo diverse, in questa strategia vogliamo determinare un modo ottimale per unire più file insieme. Ad ogni passaggio, vengono unite due sequenze più brevi.
Per unire un file p-record file e a q-record file richiede possibilmente p + q record di movimenti, la scelta più ovvia è, unire i due file più piccoli insieme ad ogni passaggio.
I modelli di unione a due vie possono essere rappresentati da alberi di unione binari. Consideriamo un insieme din file ordinati {f1, f2, f3, …, fn}. Inizialmente, ogni elemento di questo è considerato come un albero binario a nodo singolo. Per trovare questa soluzione ottimale, viene utilizzato il seguente algoritmo.
Algorithm: TREE (n)
for i := 1 to n – 1 do
declare new node
node.leftchild := least (list)
node.rightchild := least (list)
node.weight) := ((node.leftchild).weight) + ((node.rightchild).weight)
insert (list, node);
return least (list);
Alla fine di questo algoritmo, il peso del nodo radice rappresenta il costo ottimale.
Esempio
Consideriamo i file dati, f 1 , f 2 , f 3 , f 4 e f 5 rispettivamente con 20, 30, 10, 5 e 30 numero di elementi.
Se le operazioni di unione vengono eseguite secondo la sequenza fornita, allora
M1 = merge f1 and f2 => 20 + 30 = 50
M2 = merge M1 and f3 => 50 + 10 = 60
M3 = merge M2 and f4 => 60 + 5 = 65
M4 = merge M3 and f5 => 65 + 30 = 95
Quindi, il numero totale di operazioni è
50 + 60 + 65 + 95 = 270
Ora, sorge la domanda: esiste una soluzione migliore?
Ordinando i numeri in base alla loro dimensione in ordine crescente, otteniamo la seguente sequenza:
f4, f3, f1, f2, f5
Quindi, le operazioni di unione possono essere eseguite su questa sequenza
M1 = merge f4 and f3 => 5 + 10 = 15
M2 = merge M1 and f1 => 15 + 20 = 35
M3 = merge M2 and f2 => 35 + 30 = 65
M4 = merge M3 and f5 => 65 + 30 = 95
Pertanto, il numero totale di operazioni è
15 + 35 + 65 + 95 = 210
Ovviamente questo è migliore del precedente.
In questo contesto, risolveremo ora il problema utilizzando questo algoritmo.
Set iniziale
Passo 1
Passo 2
Passaggio 3
Passaggio 4
Quindi, la soluzione richiede 15 + 35 + 60 + 95 = 205 numero di confronti.