Development of Sorting and Searching Algorithms

Abstract

Bilgisayarlarda veri hızındaki artış bilgisayarların hızındaki büyümeden çok daha fazladır ve bu da araştırma literatüründeki sıralama ve arama algoritmalarının üzerinde yoğun bir şekilde durulmasına sebep olmaktadır. Bu tezde, yerleştirmeli sıralama 'insertion sort' kavramına dayalı yeni verimli bir sıralama algoritması öneriyoruz. Önerilen algoritma Çift Yönlü Şartlı Yerleştirmeli Sıralama 'Bidirectional Conditional Insertion Sort (BCIS)' olarak adlandırılır. Bu algoritma bir yerinde sıralama algoritmasıdır ve standart yerleştirme sıralaması ile kıyaslandığında fevkalade verimli ortalama durum zaman karmaşıklığına sahiptir. Yeni algoritmamızı QuickSort algoritması ile kıyasladığımızda, BCIS, 1500 ögeye kadar göreceli olarak küçük dizilerde daha hızlı ortalama durum zamanları göstermektedir. Enterpolasyon (ara değerlemesi) ve ikili arama fikrine dayanarak sıralanmış veri setlerini aramak için hibrit bir algoritma sunuyoruz. Sunulan algoritma Hibrit Arama (HA) olarak adlandırılır ve bilinmeyen dağılımlı sıralı veri setleri üzerinde verimli olarak çalışmak üzere tasarlanmıştır. Deneysel sonuçlar önerdiğimiz algoritmanın benzer bir yaklaşım kullanan diğer algoritmalarla kıyaslandığında daha iyi bir performansa sahip olduğunu göstermiştir. Buna ilaveten, bu çalışma ikili aramanın uygulamasında değinilmemiş bir konuyu açıklamakta ve analiz etmektedir. Bu konu algoritmanın doğruluğunu etkilemese de, performansını azaltmaktadır. Ancak, bu çalışma ikili aramanın karşılaştırma sayısı açısından davranışını açıklamak için kesin bir analitik yaklaşım sunar. Bu metodun yardımıyla, zayıf uygulamanın karmaşıklığı kanıtlanır. Deneysel sonuçlar geniş büyüklükte arama anahtarı kullanıldığında zayıf uygulamanın doğru uygulamadan daha yavaş olduğunu göstermiştir. Bu uygulamanın diğer algoritmalarda mevcut olup olmadığı da ayrıca araştırılmıştır. Son olarak, iki adet verimli arama algoritması sunuyoruz. İlki 'üçlü aramanın gelişmiş bir uygulamasıdır, ikincisi ise Binary-Quaternary search (BQ Arama) 'İkili-Dörtlü Arama' olarak adlandırılan yeni bir algoritmadır. BQ arama yeni verimli bir böl ve yönet tekniği kullanmaktadır. Önerilen her iki algoritma da teorik ve deneysel olarak ikili aramalar ile kıyaslandığında daha iyi performans göstermektedir. Her ne kadar, önerilen BQ arama gelişmiş üçlü aramadan çok az daha yüksek ortalama karşılaştırma sayısı gösterse de, deneysel olarak BQ araması bazı koşullar altında gelişmiş üçlü aramalar ile kıyaslandığında daha iyi performans göstermektedir.