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Adding heapsort to my branch

dylan.cedres 1 year ago
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e371c8aa0f
1 changed files with 80 additions and 119 deletions
  1. 80
    119
      sorting.py

+ 80
- 119
sorting.py View File

@@ -8,137 +8,98 @@ Al final se imprimen los promedios de cada algortimo
8 8
 """
9 9
 from random import randint
10 10
 import time
11
-from copy import deepcopy
12
-import sys
11
+from heapq import heapify, heappush
13 12
 
14
-# This function was created to prevent program from stopping before recursion finished
15
-# Changes python's recursion limit
16
-class recursion_depth:
17
-    def __init__(self, limit):
18
-        self.limit = limit
19
-        self.default_limit = sys.getrecursionlimit()
20
-
21
-    def __enter__(self):
22
-        sys.setrecursionlimit(self.limit)
13
+def mergeSort(lista):
14
+	#definan el algoritmo de ordenamiento mergesort
15
+	return lista
23 16
 
24
-    def __exit__(self, type, value, traceback):
25
-        sys.setrecursionlimit(self.default_limit)
17
+def heapSort(lista):
18
+	#definan el algoritmo de ordenamiento heapsort
19
+	# Dylan A. Cedres Rivera
26 20
 
27
-# Mergesort algorithm
28
-def mergeSort(lista): # Ángel G. Romero Rosario on 10082022
21
+	"""
22
+	Heapsort se conoce por ser un algoritmo de ordenamiento con las caracteristicas de un arbol binario, 
23
+		en donde cada nodo puede tener un maximo de hasta dos hijos, cumpliendo con las restricciones
24
+		de que el primer nodo debe ser el "nodo padre" (primer elemento en la lista, no puede ser hijo de otro nodo) y
25
+		las "hojas" del arbol binario deben ser solo "nodos hijos" (ultimos elementos de la lista, no pueden ser padres de otros nodos).
29 26
 	
30
-	def merge(l1, l2):
31
-		if len(l1) == 0:
32
-			return l2
33
-		elif len(l2) == 0:
34
-			return l1
35
-		elif l1[0] < l2[0]:
36
-			return l1[0:1] + merge(l1[1:],l2)       # If l1[0] < l2[0] save l1[0] first to the list and call the function again
37
-		else:
38
-			return l2[0:1] + merge(l1, l2[1:])		# If l2[0] < l1[0] save l2[0] first to the list and call the function again
27
+	El orden del heapsort puede ser MinHeap (menor a mayor), 
28
+		en donde el nodo padre del arbol binario es el elemento mas pequeno de la lista, 
29
+		o puede ser MaxHeap (mayor a menor), en donde el nodo padre es el elemento mas grande de la lista.
30
+	"""
31
+
32
+	# Nuevo heap para insertar los elementos de lista creada con numeros aleatorios
33
+	myHeap = []
34
+	heapify(myHeap)
35
+
36
+	# Se copian los elementos de lista al heap y se ordenan de menor a mayor los elementos con cada push.
37
+	# Todos los elementos se les asigna un signo contrario al que tienen, para poder crear un MaxHeap, de manera
38
+	# 	que los numeros mas grandes se convierten en los mas pequenos.
39
+	# Si se quiere hacer un MinHeap, la instruccion de multiplicar por -1 no es neceseria 
40
+	for element in lista:
41
+		heappush(myHeap, -1 * element)
42
+
43
+	# print("lista antes de 'heapificar'", lista)
44
+
45
+
46
+	# Este loop se utiliza para crear un MaxHeap, de manera que le devuelve el signo original que tenian los 
47
+	#	elementos antes de que se anadieran al heap.
48
+	# Esto significa que los elementos mas pequenos, se convierten en los mas grandes, dejando la forma de un MaxHeap,
49
+	#	con el numero mas grande quedando como el nodo padre del arbol binario.
50
+	# Si se quiere hacer un MinHeap, este loop no se necesita. 
51
+	for i in range(len(myHeap)):
52
+		myHeap[i] = myHeap[i] * -1
53
+
54
+	# print("lista 'heapificada'", myHeap)
39 55
 	
40
-	if len(lista) <= 1:								# If there are no more items, return lista
41
-		return lista
42
-
43
-	else:
44
-		mid = len(lista) // 2 						# Find the middle in lista and call function to merge lista
45
-		return merge(mergeSort(lista[:mid]), mergeSort(lista[mid:]))
46
-
47
-
48
-def heapSort(lista):
49
-	#definan el algoritmo de ordenamiento heapsort
56
+	# Copia los elementos del heap ordenado de vuelta a la lista inicialmente generada y la devuelve
57
+	lista = myHeap
50 58
 	return lista
51 59
 
52 60
 def quickSort(lista):
53 61
 	#definan el algoritmo de ordenamiento quicksort
54
-	if(len(lista) != 0):
55
-    		if(len(lista) == 1):
56
-      			return lista
57
-
58
-    		else:
59
-      			p = lista[0]
60
-
61
-      			for i in lista[1:]:
62
-        			if(p > i):
63
-          				x = i
64
-          				del lista[lista.index(i)]
65
-          				lista.insert(lista.index(p), x)
66
-          				print(lista)
67
- 
68
-      			l = quickSort(lista[ :lista.index(p)])
69
-      			m = quickSort(lista[lista.index(p) + 1:])
70
-
71
-      			if(m != None and l != None):
72
-        			return l + lista[lista.index(p):lista.index(p) + 1] + m
73
-
74
-      			elif(m == None):
75
-        			return l + lista[lista.index(p):lista.index(p) + 1]
76
-
77
-      			elif(l == None):
78
-        			return lista[lista.index(p):lista.index(p) + 1] + m
79
-
80
-# inplace
81
-# complexity: O(N^2)
82
-def shellSort(lst):
83
-    # initial gap
84
-    gap = len(lst)
85
-
86
-    while 0 < gap:
87
-        # sort every sublist with given gap
88
-        for start in range(gap):
89
-            f = range(start, len(lst), gap)
90
-            s = range(start + gap, len(lst), gap)
91
-
92
-            # bubble sort on sublist
93
-            swapped = True
94
-            while swapped:
95
-                swapped = False
96
-
97
-                # iterate through every adjacent pair in sublist
98
-                for c, n in zip(f, s):
99
-                    if lst[n] < lst[c]:
100
-                        lst[c], lst[n] = lst[n], lst[c]
101
-                        swapped = True
102
-
103
-        # reduce gap towards 0
104
-        gap = gap // 2
105
-
106
-    return lst
107
-
108
-
109
-# timeCode function/thunk -> (duration, return value)
110
-# measures the time it takes for a function/thunk to return
111
-def timeCode(fn):
112
-	t1 = time.perf_counter()
113
-	res = fn()
114
-	duration = time.perf_counter() - t1
115
-	return (duration, res)
116
-
117
-maxValor = 1000 	#define el valor maximo de los elementos de la lista
118
-largoLista = 1000   #define el largo de las listas a ordenar
119
-veces = 100 		#define las veces que se va a hacer el ordenamiento
120
-
121
-acumulaMerge = 0 	#variable para acumular el tiempo de ejecucion del mergesort
122
-acumulaHeap = 0 	#variable para acumular el tiempo de ejecucion del heapsort
123
-acumulaQuick = 0 	#variable para acumular el tiempo de ejecucion del quicksort
124
-acumulaShell = 0 	#variable para acumular el tiempo de ejecucion del shellsort
62
+	return lista
63
+
64
+def shellSort(lista):
65
+	#definan el algoritmo de ordenamiento shellsort
66
+	return lista
67
+
68
+maxValor=1000 	#define el valor maximo de los elementos de la lista
69
+largoLista=1000 #define el largo de las listas a ordenar
70
+veces=100 		#define las veces que se va a hacer el ordenamiento 
71
+
72
+acumulaMerge=0 	#variable para acumular el tiempo de ejecucion del mergesort
73
+acumulaHeap=0 	#variable para acumular el tiempo de ejecucion del heapsort
74
+acumulaQuick=0 	#variable para acumular el tiempo de ejecucion del quicksort
75
+acumulaShell=0 	#variable para acumular el tiempo de ejecucion del shellsort
125 76
 
126 77
 for i in range(veces):
127 78
 	mergelista = [randint(0,maxValor) for r in range(largoLista)] #creamos una lista con valores al azar
128
-	heaplista = deepcopy(mergelista)
129
-	quicklista = deepcopy(mergelista)
130
-	searchlista = deepcopy(mergelista)
131
-
132
-	with recursion_depth(1100): # This function excedes python's recursion limit
133
-		acumulaMerge += timeCode(lambda: mergeSort(mergelista))[0]
79
+	heaplista=list(mergelista)
80
+	quicklista=list(mergelista)
81
+	searchlista=list(mergelista)
134 82
 
135
-	acumulaHeap += timeCode(lambda: heapSort(heaplista))[0]
136
-	acumulaQuick += timeCode(lambda: quickSort(quicklista))[0]
137
-	acumulaShell += timeCode(lambda: shellSort(searchlista))[0]
83
+	t1 = time.clock() 				#seteamos el tiempo al empezar
84
+	mergeSort(mergelista) 				#ejecutamos el algoritmo mergeSort
85
+	acumulaMerge+=time.clock()-t1 	#acumulamos el tiempo de ejecucion
86
+	
87
+	t1 = time.clock()				#seteamos el tiempo al empezar
88
+	heapSort(heaplista)					#ejecutamos el algoritmo heapSort
89
+	acumulaHeap+=time.clock()-t1 	#acumulamos el tiempo de ejecucion
90
+	
91
+	t1 = time.clock()				#seteamos el tiempo al empezar
92
+	quickSort(quicklista)				#ejecutamos el algoritmo quickSort
93
+	acumulaQuick+=time.clock()-t1 	#acumulamos el tiempo de ejecucion
94
+	
95
+	t1 = time.clock()				#seteamos el tiempo al empezar
96
+	shellSort(searchlista)				#ejecutamos el algoritmo shellSort
97
+	acumulaShell+=time.clock()-t1 	#acumulamos el tiempo de ejecucion
138 98
 
139 99
 #imprimos los resultados
140
-print(f"Promedio de tiempo de ejecucion de {str(veces)} listas de largo {str(largoLista)}")
141
-print(f"MergeSort {str(acumulaMerge / veces)} segundos")
142
-print(f"HeapSort {str(acumulaHeap / veces)} segundos")
143
-print(f"QuickSort {str(acumulaQuick / veces)} segundos")
144
-print(f"ShellSort {str(acumulaShell / veces)} segundos")
100
+print( "Promedio de tiempo de ejecucion de "+ str(veces) +" listas de largo " + str(largoLista) )
101
+# print( "MergeSort " + str(acumulaMerge/veces) + " segundos" )
102
+print( "HeapSort " + str(acumulaHeap/veces) + " segundos" )
103
+# print( "QuickSort " + str(acumulaQuick/veces) + " segundos" )
104
+# print( "ShellSort " + str(acumulaShell/veces) + " segundos" )
105
+