Sortowanie przez scalanie
Treść zadania
Napisz rekurencyjną funkcję sortowanie_przez_scalanie(lista), która zwraca nową, posortowaną rosnąco listę, korzystając z algorytmu sortowania przez scalanie:
- Jeśli lista ma mniej niż 2 elementy — jest posortowana, zwróć ją.
- Podziel listę na dwie części: lewa to pierwsze $\lfloor n/2 \rfloor$ elementów (
lista[:n // 2]), prawa — pozostałe. - Rekurencyjnie posortuj najpierw lewą, a potem prawą część.
- Scal obie posortowane części w jedną posortowaną listę (pomocnicza funkcja
scal(lewa, prawa)), wypisz wynik scalenia i go zwróć.
Scalanie: dopóki obie listy mają elementy, porównuj ich pierwsze (najmniejsze) nieużyte elementy i dopisuj do wyniku mniejszy z nich; na koniec dopisz pozostałe elementy.
Dane wejściowe
- 1. linia: liczba całkowita $n$ — liczba elementów
- 2. linia: $n$ liczb całkowitych oddzielonych spacjami
Dane wyjściowe
$n - 1$ linii: wynik każdego scalenia, w kolejności wykonywania, w formacie listy Pythona. Ostatnie scalenie daje całą posortowaną listę.
Ograniczenia
- $2 \le n \le 20$
- Elementy są liczbami całkowitymi z przedziału $[-1000, 1000]$.
Uwagi
Uwagi o algorytmie:
- Złożoność czasowa: $O(n \log n)$.
Przykład
5 6 2 1 4 27
[2, 6] [4, 27] [1, 4, 27] [1, 2, 4, 6, 27]
Lista dzieli się na [6, 2] i [1, 4, 27]. Lewa część daje scalenie [6] + [2] → [2, 6]. Prawa dzieli się na [1] i [4, 27]; najpierw scalane są [4] + [27], potem [1] + [4, 27]. Na końcu scalane są obie połowy.
Potrzebujesz teorii?
Zasady obowiązujące w rozdziale 21
Zadania w tym rozdziale polegają na samodzielnym zaimplementowaniu klasycznych algorytmów sortowania i wyszukiwania. Żeby było widać, że program naprawdę wykonuje dany algorytm, w każdym zadaniu wypisujesz stany pośrednie — listę po kolejnych krokach algorytmu albo kolejno sprawdzane pozycje.
Konwencje wspólne:
- Każde zadanie to osobny program: czyta standardowe wejście i wypisuje wynik na standardowe wyjście.
- Wejście ma zawsze tę samą postać: w 1. linii liczba elementów $n$, w 2. linii $n$ liczb całkowitych oddzielonych spacjami. Jeśli algorytm potrzebuje dodatkowej wartości (np. szukanego klucza), znajduje się ona w 3. linii.
- Listę wypisuj w formacie Pythona — dokładnie tak, jak robi to
print(lista), np.[1, 2, 4, 6, 27]. - Sortujemy zawsze rosnąco (niemalejąco — liczby mogą się powtarzać).
- Zaimplementuj algorytm samodzielnie. Nie używaj
sorted(),list.sort(),list.index(), operatorainna liście ani innych gotowych funkcji sortujących i wyszukujących. - Program nie wypisuje komunikatów typu „Podaj liczbę:”.
Zadanie pochodzi z otwartego zbioru Nauka-Programowania (z rozwiązaniami wzorcowymi). Zgłoś błąd w treści lub testach.
Przywrócono Twój zapisany kod.
Python uruchomi się w przeglądarce przy pierwszym teście.
Kod zapisuje się automatycznie w tej przeglądarce. Tab wstawia wcięcie; aby opuścić edytor klawiaturą, naciśnij Esc, a potem Tab.
Testy
Program dostaje „Wejście” przez input() i musi wypisać „Oczekiwane wyjście”. Liczby porównywane są z tolerancją 0,01, a tekst podany w input("…") nie jest sprawdzany.
Test 1
Nie uruchomiono2 2 1
[1, 2]
Test 2
Nie uruchomiono3 3 1 2
[1, 2] [1, 2, 3]
Test 3
Nie uruchomiono6 6 5 4 3 2 1
[4, 5] [4, 5, 6] [1, 2] [1, 2, 3] [1, 2, 3, 4, 5, 6]
Test 4
Nie uruchomiono7 3 -1 3 0 -5 2 -1
[-1, 3] [-1, 3, 3] [-5, 0] [-1, 2] [-5, -1, 0, 2] [-5, -1, -1, 0, 2, 3, 3]
Test 5
Nie uruchomiono4 7 7 7 7
[7, 7] [7, 7] [7, 7, 7, 7]
Test 6
Nie uruchomiono8 5 1 4 2 8 0 2 9
[1, 5] [2, 4] [1, 2, 4, 5] [0, 8] [2, 9] [0, 2, 8, 9] [0, 1, 2, 2, 4, 5, 8, 9]