Algoritmos e Estrutura de Dados I - AE22CP - 2013/2

Bruno César Ribas

Exercícios

  1. O que é Algoritmo?

QuickSort

  1. Escreva o algoritmo da separação

  2. Escreva uma função que rearranje um vetor v[p..r] de inteiros de modo que tenhamos v[p..j-1] <= 0 e v[j..r] > 0 para algum j em p..r+1. Faz sentido exigir que j esteja em p..r? Procure fazer uma função rápida que não use vetor auxiliar. Repita o exercício depois de trocar "v[j..r] > 0" por "v[j..r] >= 0". Faz sentido exigir que v[j] seja 0?

  3. Um vetor v[p..r] está arrumado se existe j em p..r tal que v[p..j-1] <= v[j] < v[j+1..r] . Escreva um algoritmo que decida se v[p..r] está arrumado. Em caso afirmativo, o seu algoritmo deve devolver o valor de j.

  4. Um programador inexperiente afirma que a seguinte implementação da função de separação rearranja o vetor v[p..r], com p < r, e devolve um índice j em p..r-1 tal que v[p..j] <= v[j+1..r].
      int sep( int v[], int p, int r) {
         int q, i, j, t;
         i = p; q = (p + r) / 2; j = r;
         do {
            while (v[i] < v[q]) ++i;
            while (v[j] > v[q]) --j;
            if (i <= j) {
               t = v[i], v[i] = v[j], v[j] = t;
               ++i, --j;
            }
         } while (i <= j);
         return i;
      }
    

    Mostre um exemplo onde essa função não dá o resultado esperado. E se trocarmos "return i" por "return i-1"? É possível fazer algumas poucas correções de modo que a função dê o resultado esperado?

  5. Qual o resultado da função separa quando os elementos de v[p..r] são todos iguais? E quando v[p..r] é crescente? E quando v[p..r] é decrescente? E quando cada elemento de v[p..r] tem um de dois valores possíveis?

  6. A função separa produz um rearranjo estável do vetor, ou seja, preserva a ordem relativa de elementos de mesmo valor?

  7. Escreva uma versão recursiva da função separa.

  8. Suponha dada uma lista encadeada que armazena números inteiros. Cada célula da lista tem a estrutura abaixo.
         struct celula {
            int            chave;
            struct celula *prox;
         };
    
    Escreva uma função que transforme a lista em duas: a primeira contendo as células cuja chave é par e a segunda aquelas cuja chave é ímpar.

  9. Implemente o QuickSort

  10. Que acontece se trocarmos "p < r" por "p != r" na linha 2 do quicksort (implementado em sala)?

  11. Submeta o vetor 77 55 33 99 indexado por 1..4 à função quicksort. Teremos a seguinte sequência de invocações da função (observe a indentação):
         quicksort( v,1,4)
             quicksort( v,1,2)
                 quicksort( v,1,0)
                 quicksort( v,2,2)
             quicksort( v,4,4)
    
    Repita o exercício com o vetor 55 44 22 11 66 33 indexado por 1..6.

  12. A função quicksort produz uma ordenação estável do vetor?

  13. Suponha dada uma implementação da função separa que funciona assim: rearranja v[p..r] e devolve um índice j tal que v[p..j] <= v[j+1..r]. Escreva uma versão do algoritmo Quicksort que use essa implementação do separa. Que restrições devem ser impostas sobre j?

  14. Escreva uma versão não recursiva do algoritmo Quicksort. sol