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Questions and Answers
Was ist die Hauptidee des Induktionsschrittes in der Sortiermethode?
Was ist die Hauptidee des Induktionsschrittes in der Sortiermethode?
- Es wird eine neue Liste erstellt mit den sortierten Elementen.
- Die Elemente werden zufällig sortiert.
- Die Elemente werden durch Verschiebung größerer Elemente sortiert. (correct)
- Das größte Element wird immer an den Anfang verschoben.
Insertion Sort führt zur Veränderung aller Elemente im Array während des Sortierprozesses.
Insertion Sort führt zur Veränderung aller Elemente im Array während des Sortierprozesses.
False (B)
Was bedeutet es, dass ein Sortieralgorithmus stabil ist?
Was bedeutet es, dass ein Sortieralgorithmus stabil ist?
Die Reihenfolge von Objekten mit gleichem Schlüssel bleibt erhalten.
Die letzte Ausführung des Sortieralgorithmus zeigt, dass A,…,A[n-1] eine __________ Version von a,…,a[n-1] ist.
Die letzte Ausführung des Sortieralgorithmus zeigt, dass A,…,A[n-1] eine __________ Version von a,…,a[n-1] ist.
Ordne die folgenden Eigenschaften mit ihrer Bedeutung zu:
Ordne die folgenden Eigenschaften mit ihrer Bedeutung zu:
Welche der folgenden Aussagen ist richtig bezüglich der Schleifeninvarianz?
Welche der folgenden Aussagen ist richtig bezüglich der Schleifeninvarianz?
Die Einträge A,…,A[i-1] entsprechen nicht den sortierten ursprünglichen Eingabewerten a,…,a[i-1].
Die Einträge A,…,A[i-1] entsprechen nicht den sortierten ursprünglichen Eingabewerten a,…,a[i-1].
Nennen Sie eine Eigenschaft einer totalen Ordnung, die für das Sortieren erforderlich ist.
Nennen Sie eine Eigenschaft einer totalen Ordnung, die für das Sortieren erforderlich ist.
Was ist die Zuweisung für A[j+1] in Zeile 5?
Was ist die Zuweisung für A[j+1] in Zeile 5?
Die Konstante 𝑐5 hängt nicht vom Berechnungsmodell ab.
Die Konstante 𝑐5 hängt nicht vom Berechnungsmodell ab.
Was beschreibt die Θ-Notation?
Was beschreibt die Θ-Notation?
Moore's Law beschreibt die Verdopplung der _________ etwa alle 1,5 Jahre.
Moore's Law beschreibt die Verdopplung der _________ etwa alle 1,5 Jahre.
Ordne die Berechnungsmodelle den richtigen Eigenschaften zu:
Ordne die Berechnungsmodelle den richtigen Eigenschaften zu:
Was ist der dominante Term der Laufzeit T(n) für Insertion-Sort?
Was ist der dominante Term der Laufzeit T(n) für Insertion-Sort?
Die konstante Zeit bei Algorithmen ändert sich nur langsam.
Die konstante Zeit bei Algorithmen ändert sich nur langsam.
Was beschreibt die Notation D(n) in Bezug auf Insertion-Sort?
Was beschreibt die Notation D(n) in Bezug auf Insertion-Sort?
Die Gesamtlaufzeit Insertion-Sort ist gegeben durch _________ 𝑇(𝑛) = 𝑛 + 4 ∙ 𝑛 − 1 + 3 ∙ 𝑛(𝑛−1)/2.
Die Gesamtlaufzeit Insertion-Sort ist gegeben durch _________ 𝑇(𝑛) = 𝑛 + 4 ∙ 𝑛 − 1 + 3 ∙ 𝑛(𝑛−1)/2.
Was ist die Beziehung zwischen den Werten von T(n) und D(n) bei großen n?
Was ist die Beziehung zwischen den Werten von T(n) und D(n) bei großen n?
Was ist die Laufzeit des Insertion Sort im Worst-Case-Szenario?
Was ist die Laufzeit des Insertion Sort im Worst-Case-Szenario?
Die untere Schranke für die Laufzeit von Insertion Sort ist O(n).
Die untere Schranke für die Laufzeit von Insertion Sort ist O(n).
Welche Schritte führen zur Einfügung eines Elements in den bereits sortierten Bereich im Insertion Sort?
Welche Schritte führen zur Einfügung eines Elements in den bereits sortierten Bereich im Insertion Sort?
Die Laufzeit von Insertion Sort wird als _____ bezeichnet, wenn man die maximale Anzahl an Schritten betrachtet.
Die Laufzeit von Insertion Sort wird als _____ bezeichnet, wenn man die maximale Anzahl an Schritten betrachtet.
Ordne die folgenden Begriffe den richtigen Definitionen zu:
Ordne die folgenden Begriffe den richtigen Definitionen zu:
Welche der folgenden Aussagen über die Notationen $O$, $oldsymbol{ heta}$ und $oldsymbol{ ext{Ω}}$ ist korrekt?
Welche der folgenden Aussagen über die Notationen $O$, $oldsymbol{ heta}$ und $oldsymbol{ ext{Ω}}$ ist korrekt?
Die Notation $5 imes n^2 + n^4 = O(n^4)$ ist korrekt.
Die Notation $5 imes n^2 + n^4 = O(n^4)$ ist korrekt.
Was bedeutet die Schreibweise $f(n) ext{ ist in } O(g(n))$?
Was bedeutet die Schreibweise $f(n) ext{ ist in } O(g(n))$?
Die Notation $g(n) = ext{Ω}(f(n))$ bedeutet, dass $g(n)$ eine _____ Schranke für $f(n)$ ist.
Die Notation $g(n) = ext{Ω}(f(n))$ bedeutet, dass $g(n)$ eine _____ Schranke für $f(n)$ ist.
Ordnen Sie die folgenden Funktionen ihrer Wachstumsrate zu:
Ordnen Sie die folgenden Funktionen ihrer Wachstumsrate zu:
Welche der folgenden Aussagen ist falsch?
Welche der folgenden Aussagen ist falsch?
Die Relation $f(n) ext{ ist in } O(g(n))$ impliziert, dass $g(n)$ asymptotisch schneller wächst als $f(n)$.
Die Relation $f(n) ext{ ist in } O(g(n))$ impliziert, dass $g(n)$ asymptotisch schneller wächst als $f(n)$.
Geben Sie ein Beispiel für eine Funktion, die in $ ext{Ω}(n^3)$ ist.
Geben Sie ein Beispiel für eine Funktion, die in $ ext{Ω}(n^3)$ ist.
Was ist der Zweck der Variable 'key' im Insertion Sort Algorithmus?
Was ist der Zweck der Variable 'key' im Insertion Sort Algorithmus?
Der Insertion Sort Algorithmus hat die Zeitkomplexität von O(n^2) im schlimmsten Fall.
Der Insertion Sort Algorithmus hat die Zeitkomplexität von O(n^2) im schlimmsten Fall.
Was beschreibt A.length?
Was beschreibt A.length?
Im Insertion Sort Algorithmus wird die WHILE-Schleife verwendet, um ______ zu finden.
Im Insertion Sort Algorithmus wird die WHILE-Schleife verwendet, um ______ zu finden.
Ordnen Sie die folgenden Schritte des Insertion Sort Algorithmus zu:
Ordnen Sie die folgenden Schritte des Insertion Sort Algorithmus zu:
Wie erfolgt der Zugriff auf die Elemente eines Arrays in konstanter Zeit?
Wie erfolgt der Zugriff auf die Elemente eines Arrays in konstanter Zeit?
In einem Array kann das Element an einem bestimmten Index mehr als einmal vorkommen.
In einem Array kann das Element an einem bestimmten Index mehr als einmal vorkommen.
Was geschieht in Zeile 5 des Insertion Sort Algorithmus?
Was geschieht in Zeile 5 des Insertion Sort Algorithmus?
Der Insertion Sort Algorithmus sortiert das Array ______, indem er es in eine vor-sortierte Sequenz umwandelt.
Der Insertion Sort Algorithmus sortiert das Array ______, indem er es in eine vor-sortierte Sequenz umwandelt.
Ordnen Sie die folgenden Variablen ihren Rollen im Insertion Sort Algorithmus zu:
Ordnen Sie die folgenden Variablen ihren Rollen im Insertion Sort Algorithmus zu:
Was passiert, wenn A[j] kleiner als key ist?
Was passiert, wenn A[j] kleiner als key ist?
Der Insertion Sort Algorithmus kann nicht für Arrays mit negativen Werten verwendet werden.
Der Insertion Sort Algorithmus kann nicht für Arrays mit negativen Werten verwendet werden.
Was geschieht mit Elementen, die nicht in der korrekten Reihenfolge sind, während des Insertion Sort?
Was geschieht mit Elementen, die nicht in der korrekten Reihenfolge sind, während des Insertion Sort?
Die Insertion Sort Algorithmus hat eine äußere Schleife, die von 1 bis ______ läuft.
Die Insertion Sort Algorithmus hat eine äußere Schleife, die von 1 bis ______ läuft.
Was ist der maximale Aufwand für die Ausführung der Zeile 5 in Insertion Sort?
Was ist der maximale Aufwand für die Ausführung der Zeile 5 in Insertion Sort?
Die Gesamtlaufzeit T(n) für Insertion Sort umfasst nur den Aufwand für die Zeilen 1, 2 und 3.
Die Gesamtlaufzeit T(n) für Insertion Sort umfasst nur den Aufwand für die Zeilen 1, 2 und 3.
Wie oft wird die Zeile 2 in Insertion Sort maximal ausgeführt?
Wie oft wird die Zeile 2 in Insertion Sort maximal ausgeführt?
Der Aufwand der Zeile 4 ist ______.
Der Aufwand der Zeile 4 ist ______.
Ordnen Sie die Zeilen von Insertion Sort den jeweiligen Aufwänden zu:
Ordnen Sie die Zeilen von Insertion Sort den jeweiligen Aufwänden zu:
Welche Zeile sucht nach dem Einfügepunkt für das neue Element?
Welche Zeile sucht nach dem Einfügepunkt für das neue Element?
In Insertion Sort hat Zeile 6 den gleichen Aufwand wie Zeile 5.
In Insertion Sort hat Zeile 6 den gleichen Aufwand wie Zeile 5.
Was ist die maximale Gesamtlaufzeit für Insertion Sort, wie beschrieben?
Was ist die maximale Gesamtlaufzeit für Insertion Sort, wie beschrieben?
Flashcards
Korrektheit eines Algorithmus
Korrektheit eines Algorithmus
Ein Algorithmus ist korrekt, wenn er die gewünschte Ausgabe liefert, unabhängig von den Eingabewerten.
Schleifeninvariante
Schleifeninvariante
Die Schleifeninvariante ist eine Bedingung, die während jeder Iteration einer Schleife gültig ist.
Induktionsbasis
Induktionsbasis
Die Induktionsbasis ist der Startpunkt der Induktion, in dem die Behauptung für einen bestimmten Wert gezeigt wird.
Induktionsschritt
Induktionsschritt
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Totale Ordnung
Totale Ordnung
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Insertion-Sort Algorithmus
Insertion-Sort Algorithmus
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Stabiler Sortieralgorithmus
Stabiler Sortieralgorithmus
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Stabilität von Insertion-Sort
Stabilität von Insertion-Sort
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Array
Array
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Array-Index
Array-Index
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Lesezugriff auf ein Array
Lesezugriff auf ein Array
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Schreibzugriff auf ein Array
Schreibzugriff auf ein Array
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Länge eines Arrays
Länge eines Arrays
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Teil-Array
Teil-Array
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Insertion Sort
Insertion Sort
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Variable 'key'
Variable 'key'
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Variable 'j'
Variable 'j'
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Schleifeninvariante beim Insertion Sort
Schleifeninvariante beim Insertion Sort
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Iteration
Iteration
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Terminierung des Insertion Sort Algorithmus
Terminierung des Insertion Sort Algorithmus
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WHILE-Schleife im Insertion Sort
WHILE-Schleife im Insertion Sort
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Maximale Ausführungsanzahl einer Zeile
Maximale Ausführungsanzahl einer Zeile
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Laufzeit eines Algorithmus
Laufzeit eines Algorithmus
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Kosten eines Schrittes
Kosten eines Schrittes
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Laufzeitformel
Laufzeitformel
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Kostenkonstante (c)
Kostenkonstante (c)
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Maximale Schleifendurchläufe
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Kostenanalyse
Kostenanalyse
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Untere Schranke
Untere Schranke
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Obere Schranke
Obere Schranke
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𝑂(𝑛2 ) - Laufzeit
𝑂(𝑛2 ) - Laufzeit
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Wie bestimme ich die untere Schranke eines Algorithmus?
Wie bestimme ich die untere Schranke eines Algorithmus?
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Laufzeit von Insertion Sort
Laufzeit von Insertion Sort
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O-Notation (O(g(n)))
O-Notation (O(g(n)))
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Ω-Notation (Ω(g(n)))
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Θ-Notation (Θ(g(n)))
Θ-Notation (Θ(g(n)))
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f(n) = O(g(n))
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f(n) = Ω(g(n))
f(n) = Ω(g(n))
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f(n) = Θ(g(n))
f(n) = Θ(g(n))
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⊆ (Teilmenge)
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=
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Schritt-Annahme
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Zeitkomplexität
Zeitkomplexität
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Asymptotische Komplexität
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Asymptotische Vereinfachung
Asymptotische Vereinfachung
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𝚯-Notation
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Definition der 𝚯-Notation
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Konstante 𝑐1 und 𝑐2 in der 𝚯-Notation
Konstante 𝑐1 und 𝑐2 in der 𝚯-Notation
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Anwendungen der 𝚯-Notation
Anwendungen der 𝚯-Notation
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Mooresches Gesetz und 𝚯-Notation
Mooresches Gesetz und 𝚯-Notation
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Study Notes
Algorithmen und Datenstrukturen - Vorlesungsskripte
- Die bereitgestellten Folien behandeln das Thema Sortieren im Kontext der Algorithmen und Datenstrukturen.
- Die Folien basieren auf einer gemeinsamen Veranstaltung mit Christian Janson im Sommersemester 2020.
- Die Vorlesung wird von Marc Fischlin im Sommersemester 2024 gehalten.
- Folie 02: Das Thema dieser Folie ist das Sortieren.
- Folie 02: Das Sortierproblem in der Praxis wird mit Beispielen aus Excel-Tabellen gezeigt, wie man Bücher nach verschiedenen Kriterien (z.B. Relevanz, Datum) sortieren kann.
- Folie 04: Das Sortierproblem wird abstrakt dargestellt als eine Folge von Objekten mit einem Schlüsselwert, nach dem sortiert werden soll.
- Folie 05: Das Schlüsselproblem stellt die Annahme dar, dass es eine totale Ordnung auf der Menge der möglichen Schlüsselwerte gibt.
- Folie 06: Exkurs über totale Ordnung. Die Relation ≤ auf einer Menge M ist genau dann eine totale Ordnung, wenn sie reflexiv, transitiv und antisymmetrisch ist und die Totalität erfüllt.
- Folie 07: Die Eingabe der Sortierschlüssel (Objekte) ist in Tabellenform (Arrays) dargestellt. Der Les-/Schreibzugriff über den Index ist in konstanter Zeit möglich
- Folie 08: Das Thema dieser Folie ist der Insertion Sort Algorithmus.
- Folie 09: Die Idee des Insertion Sort Algorithmus wird anhand von Beispielkarten verdeutlicht. Die Idee besteht darin, von links nach rechts zu gehen und die aktuelle Karte in die richtige Position in der bereits sortierten linken Hälfte einzufügen.
- Folie 10: Der Insertion Sort Algorithmus wird in Pseudocode dargestellt.
- Folie 11: und 12: Es sind Beispiele für die Anwendung des Insertion Sort Algorithmus
- Folie 15: Der Algorithmus terminiert immer, da jede Iteration der WHILE-Schleife den Index j verringert und somit ein Ende der Schleife gewährleistet ist.
- Folie 16: Korrektheitsbeweis des Insertion Sort-Algorithmus - Schleifeninvariante: Bei jedem Eintritt in die äußere FOR-Schleife für den Zählerwert i, sind die Elemente A[0],...,A[i-1] sortiert.
- Folie 17: Induktionsbeweis für die Korrektheit des Insertion-Sort-Algorithmus
- Folie 17: Induktionsbasis (i=1): Die erste Ausführung ist korrekt.
- Folie 17: Induktionsschritt (i-1→i): Wenn die Invariante vor der Iteration wahr war, dann gilt die Invariante auch nach der Iteration.
- Folie 19: Korrektheit des Insertion-Sort-Algorithmus (Zusammenfassung)
- Folie 20: Weitere Anwendung des Mergesort-Algorithmus (Stabilität).
- Folie 21: Laufzeitanalyse: Einführung der 0-Notation
- Folie 22: Definition Laufzeitanalyse
- Folie 23: und 24: Laufzeitanalyse Insertion Sort
- Folie 26: Berechnung der Laufzeit für elementare Schritte (z. B. Zuweisung A[j+1]=A[j]) in einem Algorithmus.
- Folie 27: Asymptotische Laufzeit Analyse - Merge Sort. Tabelle mit Laufzeitbestimmung des Sortierproblems.
- Folie 28: Asymptotische Vereinfachung der Laufzeit für Merge Sort.
- Folien 29-32: O-Notation, Definition und Interpretation
- Folien 33 und 34: Veranschaulichung der O-Notation
- Folie 35: Rechenregeln für die O-Notation
- Folien 36 und 37: Omega-Notation, Definition und Interpretation
- Folie 38: Rechenregeln für Omega-Notation
- Folie 39: Beziehung zwischen O, Ω and Θ
- Folie 40: Anwendung der O-Notation und deren Bedeutung für Laufzeitbetrachtungen
- Folien 41-44: Korrektheit und Laufzeit von InsertionSort
- Folien 45-47: Besondere Fälle von Eingabedaten für Insertion Sort (besonders gute und schlechte)
- Folie 48: Übersicht über verschiedene Komplexitätsklassen
- Folie 49: O-Notation und Ω-Notation (nicht asymptotische scharfe Schranken)
- Folien 50-68: Merge Sort (Idee, Algorithmus, Beispiele und deren Korrektheit)
- Folie 69-74: Beispiele für Merge Sort
- Folien 75-86: Laufzeit (Analyse) des Merge Sort mit Rekursionsgleichungen und Mastertheorem
- Folie 87-92: Quicksort - Idee & Algorithmus
- Folien 93-107: Quicksort-Algorithmus partitionieren (Algorithmus,Beispiele) und dessen Korrektheit
- Folie 108: Laufzeitanalyse Partition
- Folien 109-114: Worst-Case Laufzeit Analyse von Quicksort und dessen Interpretation
- Folie 115: durchschnittliche Laufzeit von Quicksort
- Folie 116: Randomisierte Variante von Quicksort
- Folien 117-120: Vergleich der Laufzeit vom Merge Sort und Quicksort
- Folie 121: Implementierung von Sortierverfahren in Java (Dual-Pivot-Quicksort)
- Folie 122: Fragen
- Folie 123-129: Untere Schranke und Vergleiche für vergleichsbasierte Sortierverfahren
- Folie 130: Fragen
- Folien 131-146: Radix-Sort (Idee, Algorithmus, Beispiele, Korrektheit und Laufzeitanalyse) und Stabilität.
Studying That Suits You
Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.
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Description
Das Quiz behandelt zentrale Konzepte der Sortieralgorithmen wie Stabilität, Invarianten, und Laufzeitanalyse. Besonders im Fokus steht der Insertion Sort und seine Eigenschaften. Prüfe dein Wissen über die verschiedenen Sortiermethoden und ihre Merkmale.