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排序演算法

關於這個模擬實驗

此模擬讓排序變得可以觀看。每個長條代表一個數字，所選演算法會比較長條並互相交換，直至它們依次排好。學生可從五種演算法中選擇一種，設定長條數目及每秒執行的步數，並可打亂重新開始。讀數會統計比較次數、交換或寫入次數，並顯示狀態。對相同數目的長條運行兩種演算法，便可看出為何某些演算法在大型列表中快得多，因此這是電腦科學中探討效率的良好起點。

學生可以探索什麼

  • 選擇「氣泡」，按「打亂」，並在完成時記下「比較次數」和「交換 / 寫入次數」。
  • 在相同的「長條數」下，改用「快速」或「合併」重複實驗，並比較次數。
  • 把「長條數」提高至 80，看較慢的演算法需要多花多少時間。
  • 把「每秒步數」調慢，觀察哪些長條正被比較，哪些剛被交換。
  • 在同一組打亂後的長條上比較插入排序和選擇排序。

學習目標

  1. 1描述氣泡、插入、選擇、快速和合併排序的運作方式。
  2. 2透過統計比較次數和交換次數，比較各種演算法。
  3. 3解釋為何快速排序和合併排序比較簡單的排序更能適應規模增長。
  4. 4預測列表變長時工作量如何增長。

教師常問的問題

可以免費使用嗎？

可以。它免費，可在任何現代瀏覽器上運行，包括白板和平板電腦，無需登記。

哪種排序演算法最快？

在大型列表中，快速排序和合併排序快得多，約需 n log n 步；而氣泡、插入和選擇排序約需 n 平方步。在極短的列表中，兩者差別很小。

長條的顏色代表什麼？

白色長條正被比較，紅色長條剛被交換或寫入。合併排序把每次寫入陣列的操作計為一次交換，因此其交換總數反映寫入次數。

怎樣使用排序模擬？

選擇「演算法」，設定「長條數」和「每秒步數」，然後按「打亂」，觀看排序過程。讀取「比較次數」和「交換 / 寫入次數」，以比較各種方法。

嵌入這個模擬實驗

免費嵌入你的學習平台、網誌或班級網頁。

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