クイックソートとマージソートの違いとは?分かりやすく解説!

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クイックソートとマージソートの主な違いは、クイックソートが各要素とピボットと呼ばれる要素を比較してソートするのに対し、マージソートは配列を2つのサブ配列に分割し、1つの要素が残るまで何度も繰り返し行う点です。

ソートとは、データを特定の順序に並べる方法です。

データを並べる際には、数値順や辞書順を考慮することが可能である

ソートは、データ要素の検索やアクセスをより速く、素早く行うのに役立つ。

ソートには様々なアルゴリズムがあり、クイックソートとマージソートはその一つです。

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クイックソートとは

クイックソートは、「分割統治法」を用いた内部アルゴリズムです。

分割交換ソートとも呼ばれます。

配列内の要素の比較と分割に、ピボットと呼ばれるキー要素を使用します。

ピボットより小さい値を持つ項目はピボットの左側に、ピボットより大きい値を持つ項目はピボットの右側に移動します。

左側の区画を左分割、右側の区画を右分割と呼ぶ。

以下の例を参照してください。

36 34 43 11 15 20 28 45 27 32

32をピボットとし、36と27を考える。

36 < ピボット、27 > ピボットという条件は偽です。

したがって、この2つの値を入れ替えればよいことになります。

これで、リストは次のようになります。

27 34 43 11 15 20 28 45 36 32

34と45の値について考えてみましょう。

34 < pivotを考えると、条件は偽となります。

同様に、45>ピボットの条件は真です。

さて、45から28に移動することができます。

34と28を考えてみましょう。

34 < pivot は偽で、28 > pivot も偽です。

よって、34と28を入れ替えることができます。

27 28 43 11 15 20 34 45 36 32

43と20を考えてみましょう。

43<ピボットは偽。

20 > ピボットは偽。

よって、この2つの数字を入れ替えることができます。

これで、リストは次のようになります。

27 28 20 11 15 43 34 45 36 32

ここで、11と15を考えてみましょう。

11 < pivot は真です。

15を考えてみましょう。

これは32より小さいです。

これは重なり合う点であり、次のように32を配置することができます。

27 28 20 11 15 32 43 34 45 36

これで、ピボットの左側にある数字はピボットより小さく、ピボットの右側にある数字はピボットより大きくなりました。

左右のパーティションにクイックソートを適用して、リスト全体をソートすることができます。

マージソートとは

マージソートは、「分割統治法」を利用した外部アルゴリズムです。

配列を2つのセクションに分割します。

それぞれの配列をソートし、それらを結合してソート済み配列を形成します。

マージソートは、補助的な配列をソートするために追加のストレージを必要とします

次の例で考えてみよう。

Main Difference - Quicksort vs Merge Sort 図2: マージソート

配列を2つに分割することができます。

38 27 43 3 9 82 10

38 27 43 3 を考えてみましょう。

これを再び2つの配列に分割することができます.38 27と43 3です。

  38 27は38と27に分割され、43 3は43と3に分割されます。

  38と27を並べ替えると27 38となります。

43 3 を並べ替えると、3 43 になります。

  ここで、27 38と3 43を組み合わせることができる。


 27 38と3 43の組み合わせは可能です

同様に、9 82 10を考えてみましょう。

9 82と10です。

9 82は9と82に分割されます。

さらに、もう一方の配列には10番があります。

9と82は9 82としてソートされます。

最後に、3 27 38 43 と 9 10 82 が組み合わされ、ソートされた配列が得られます。

クイックソートとマージソートの違い

定義

クイックソートは効率的なソートアルゴリズムで、配列の要素を順番に並べるための体系的な方法として機能します。

これに対して、マージソートは効率的で汎用的な比較ベースのソートアルゴリズムです。

これがクイックソートとマージソートの根本的な違いです。

機能性

クイックソートとマージソートの大きな違いは、なんといってもその機能です。

クイックソートは各要素をピボットと比較してソートし、マージソートは配列を2つのサブアレイ(n/2)に分割し、1つの要素が残るまで何度も繰り返します。

アプリケーション

また、クイックソートは小さい配列に適していますが、マージソートはどのような配列にも対応します。

速度

クイックソートとマージソートのもう一つの違いは、クイックソートが小さなデータセットに対して高速に動作するのに対し、マージソートはすべてのデータセットに対して一定の速度で動作することである

必要なスペース

さらに、クイックソートとマージソートの重要な違いとして、必要なスペースが挙げられます


クイックソートはマージソートに比べて最小限のスペースしか必要としない

効率性

さらに、クイックソートは大きな配列に対して効率が悪いのですが、マージソートはクイックソートより効率が良いです

この点もクイックソートとマージソートの違いと言えるでしょう。

結論

まとめると、クイックソートとマージソートの大きな違いは、クイックソートが各要素とピボットと呼ばれる要素を比較してソートするのに対し、マージソートは1つの要素が残るまで配列を2つの部分配列に何度も分割してソートする点です。

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