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Séance de cours

Heaps: Structure de données et Heapsort

Dans cours

CS-250: Algorithms I

The students learn the theory and practice of basic concepts and techniques in algorithms. The course covers mathematical induction, techniques for analyzing algorithms, elementary data structures, major algorithmic paradigms such as dynamic programming, s ...

Description

Cette séance de cours couvre le concept de tas, y compris max-heap et min-heap, le stockage des tas dans des tableaux, le maintien de la propriété de tas, le pseudo-code et l'analyse de max-heapify, la construction d'un tas, l'exactitude des opérations de tas, l'algorithme heapsort et ses détails d'implémentation. L'instructeur explique comment fonctionne heapsort en temps O(nlog n), sa comparaison avec quicksort, et l'efficacité des tas dans la mise en œuvre des files d'attente prioritaires.

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Enseignant·e·s (3)

Alessandro Chiesa

Alessandro Chiesa is a faculty member in computer science. He conducts research in complexity theory, cryptography, and security, with a focus on the theoretical foundations and practical implementations of cryptographic proofs that are short and easy to verify. He is a co-author of several zkSNARK libraries, and is a co-inventor of the Zerocash protocol. He has co-founded Zcash and StarkWare Industries. He is a recipient of a Sloan Research Fellowship (2021), an Okawa Foundation Research Grant (2020), and Google Faculty Research Awards (2018 and 2017). He was included in MIT Technology Review's "35 Innovators Under 35" list in 2018.

Mikhail Kapralov

Ola Nils Anders Svensson

Source officielle

Proximité ontologique

Informatique théorique

Algorithmes et structures de données: Analyse de la complexité des algorithmes

Concepts associés (22)

Tas binaire

En informatique, un tas binaire est une structure de données utilisée notamment pour implémenter une car elle permet de retirer l’élément de priorité maximale (resp. minimale) d'un ensemble ou d’insérer un élément dans l'ensemble en temps logarithmique tout en conservant la structure du tas binaire. On peut la représenter par un arbre binaire qui vérifie ces deux contraintes : C'est un arbre binaire complet : tous les niveaux sauf le dernier doivent être totalement remplis et si le dernier ne l'est pas totalement, alors il doit être rempli de gauche à droite.

Tri par tas

thumb|300px|Animation montrant le fonctionnement du tri par tas (Heapsort). En informatique, le tri par tas est un algorithme de tri par comparaisons. Cet algorithme est de complexité asymptotiquement optimale, c'est-à-dire que l'on démontre qu'aucun algorithme de tri par comparaison ne peut avoir de complexité asymptotiquement meilleure. Sa complexité est proportionnelle à où est la longueur du tableau à trier.

Tas (informatique)

vignette|Un exemple de tas. Il contient 9 éléments. L'élément le plus prioritaire (100) est à la racine. En informatique, un tas (ou monceau au Canada, heap en anglais) est une structure de données de type arbre qui permet de retrouver directement l'élément que l'on veut traiter en priorité. C'est un arbre binaire presque complet ordonné. Un arbre binaire est dit presque complet si tous ses niveaux sont remplis, sauf éventuellement le dernier, qui doit être rempli sur la gauche (cf. Contre-exemples).

File de priorité

En informatique, une file de priorité est un type abstrait élémentaire sur laquelle on peut effectuer trois opérations : insérer un élément ; extraire l'élément ayant la plus grande clé ; tester si la file de priorité est vide ou pas. Ainsi, elle permet d'implémenter efficacement des planificateurs de tâches, où un accès rapide aux tâches d'importance maximale est souhaité. On la retrouve par exemple dans les ordonnanceurs des systèmes d'exploitation, notamment le noyau Linux.

Weak heap

In computer science, a weak heap is a data structure for priority queues, combining features of the binary heap and binomial heap. It can be stored in an array as an implicit binary tree like a binary heap, and has the efficiency guarantees of binomial heaps. A sorting algorithm using weak heaps, weak-heapsort, uses a number of comparisons that is close to the theoretical lower bound on the number of comparisons required to sort a list, so is particularly useful when comparison is expensive, such as when comparing strings using the full Unicode collation algorithm.

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Séances de cours associées (30)

Multiplication matricielle et Heaps : des algorithmes efficaces

Examine l'algorithme de Strassen pour la multiplication matricielle et les tas, couvrant les algorithmes efficaces et leurs applications en informatique.

Multiplication matricielle et techniques de division et de conquête

Discute de la multiplication matricielle en utilisant des techniques de division et de conquête et introduit l'algorithme de Strassen pour une efficacité améliorée.

Files d'attente Heapsort et Priority

Explore les heapsort, les files d'attente prioritaires et leurs opérations, en soulignant la complexité temporelle et la praticité.

Sauts et files d'attente prioritaires

Explore les tas, les tris de tas et les files d'attente prioritaires, y compris les opérations et l'analyse.

Heaps et Heapsort

Couvre les tas, le tri des tas, la structure des données des tas, le stockage dans les tableaux et la maintenance des propriétés des tas.

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Concepts associés (22)