RandomRandomizer::shuffleArray 함수는 배열의 요소를 무작위로 섞기 위해 Fisher-Yates 알고리즘을 사용합니다. 이 알고리즘은 배열의 크기가 작을 때는 효율적이지만, 배열의 크기가 큰 경우에는 성능이 좋지 않은 이유는 다음과 같습니다.
- 배열의 크기가 커질수록, 배열을 섞기 위해 필요한 비교와 교환의 횟수가 증가합니다. 이는 시간 복잡도가 O(n)인 알고리즘의 경우, 배열의 크기가 커질수록 수행 시간이 증가하는 것을 의미합니다.
- 배열의 크기가 커질수록, 메모리 접근과 교환의 횟수가 증가합니다. 이는 캐시 미스와 같은 문제를 일으킬 수 있습니다.
배열의 요소를 복사한 새로운 배열을 만들어서 섞는 방식은 다음과 같은 장점이 있습니다.
- 새로운 배열을 만들어서 섞는 방식은 기존 배열을 건드리지 않기 때문에, 기존 배열의 원래 상태를 유지할 수 있습니다.
- 새로운 배열을 만들어서 섞는 방식은 Fisher-Yates 알고리즘과 같은 알고리즘을 사용할 필요가 없기 때문에, 성능이 더 좋을 수 있습니다.
그러나, 새로운 배열을 만들어서 섞는 방식은 다음과 같은 단점이 있습니다.
- 새로운 배열을 만들기 위해 추가적인 메모리가 필요합니다.
- 새로운 배열을 만들기 위해 추가적인 시간이 필요합니다.
다른 방법으로 배열을 섞는 방법은 다음과 같습니다.
- QuickSort 알고리즘을 사용하는 방법: QuickSort 알고리즘은 평균 시간 복잡도가 O(n log n)인 알고리즘입니다. 이는 Fisher-Yates 알고리즘보다 성능이 좋을 수 있습니다.
- HeapSort 알고리즘을 사용하는 방법: HeapSort 알고리즘은 평균 시간 복잡도가 O(n log n)인 알고리즘입니다. 이는 Fisher-Yates 알고리즘보다 성능이 좋을 수 있습니다.
- MergeSort 알고리즘을 사용하는 방법: MergeSort 알고리즘은 평균 시간 복잡도가 O(n log n)인 알고리즘입니다. 이는 Fisher-Yates 알고리즘보다 성능이 좋을 수 있습니다.
RandomRandomizer::shuffleArray 함수를 사용할 때 고려해야 하는 사항은 다음과 같습니다.
- 배열의 크기가 작을 때는 Fisher-Yates 알고리즘을 사용하는 것이 좋습니다.
- 배열의 크기가 커질수록, 새로운 배열을 만들어서 섞는 방식이나 QuickSort 알고리즘, HeapSort 알고리즘, MergeSort 알고리즘을 사용하는 것이 좋습니다.
- 새로운 배열을 만들어서 섞는 방식이나 QuickSort 알고리즘, HeapSort 알고리즘, MergeSort 알고리즘을 사용할 때, 캐시 미스와 같은 문제를 고려해야 합니다.
다음은 예제 코드입니다.
#hostingforum.kr
cpp
#include
#include
#include
#include
#include
// Fisher-Yates 알고리즘을 사용하는 함수
void shuffleArray(std::vector& array) {
srand(time(0));
for (int i = array.size() - 1; i > 0; i--) {
int j = rand() % (i + 1);
std::swap(array[i], array[j]);
}
}
// 새로운 배열을 만들어서 섞는 함수
std::vector shuffleArrayCopy(std::vector& array) {
std::vector copyArray = array;
shuffleArray(copyArray);
return copyArray;
}
// QuickSort 알고리즘을 사용하는 함수
void quickSort(std::vector& array, int left, int right) {
if (left < right) {
int pivotIndex = partition(array, left, right);
quickSort(array, left, pivotIndex - 1);
quickSort(array, pivotIndex + 1, right);
}
}
int partition(std::vector& array, int left, int right) {
int pivot = array[right];
int i = left - 1;
for (int j = left; j < right; j++) {
if (array[j] < pivot) {
i++;
std::swap(array[i], array[j]);
}
}
std::swap(array[i + 1], array[right]);
return i + 1;
}
// HeapSort 알고리즘을 사용하는 함수
void heapify(std::vector& array, int n, int i) {
int largest = i;
int left = 2 * i + 1;
int right = 2 * i + 2;
if (left < n && array[left] > array[largest]) {
largest = left;
}
if (right < n && array[right] > array[largest]) {
largest = right;
}
if (largest != i) {
std::swap(array[i], array[largest]);
heapify(array, n, largest);
}
}
void heapSort(std::vector& array) {
int n = array.size();
for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) {
heapify(array, n, i);
}
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
std::swap(array[0], array[i]);
heapify(array, i, 0);
}
}
// MergeSort 알고리즘을 사용하는 함수
void merge(std::vector& array, int left, int mid, int right) {
int n1 = mid - left + 1;
int n2 = right - mid;
std::vector leftArray(n1);
std::vector rightArray(n2);
for (int i = 0; i < n1; i++) {
leftArray[i] = array[left + i];
}
for (int i = 0; i < n2; i++) {
rightArray[i] = array[mid + 1 + i];
}
int i = 0;
int j = 0;
int k = left;
while (i < n1 && j < n2) {
if (leftArray[i] <= rightArray[j]) {
array[k] = leftArray[i];
i++;
} else {
array[k] = rightArray[j];
j++;
}
k++;
}
while (i < n1) {
array[k] = leftArray[i];
i++;
k++;
}
while (j < n2) {
array[k] = rightArray[j];
j++;
k++;
}
}
void mergeSort(std::vector& array, int left, int right) {
if (left < right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
mergeSort(array, left, mid);
mergeSort(array, mid + 1, right);
merge(array, left, mid, right);
}
}
int main() {
std::vector array = {5, 2, 8, 3, 1, 6, 4};
std::cout << "원본 배열: ";
for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
std::cout << array[i] << " ";
}
std::cout << std::endl;
shuffleArray(array);
std::cout << "셔플 후 배열: ";
for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
std::cout << array[i] << " ";
}
std::cout << std::endl;
std::vector copyArray = shuffleArrayCopy(array);
std::cout << "복사 후 배열: ";
for (int i = 0; i < copyArray.size(); i++) {
std::cout << copyArray[i] << " ";
}
std::cout << std::endl;
quickSort(array, 0, array.size() - 1);
std::cout << "QuickSort 후 배열: ";
for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
std::cout << array[i] << " ";
}
std::cout << std::endl;
heapSort(array);
std::cout << "HeapSort 후 배열: ";
for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
std::cout << array[i] << " ";
}
std::cout << std::endl;
mergeSort(array, 0, array.size() - 1);
std::cout << "MergeSort 후 배열: ";
for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
std::cout << array[i] << " ";
}
std::cout << std::endl;
return 0;
}
이 예제 코드는 Fisher-Yates 알고리즘, 새로운 배열을 만들어서 섞는 방식, QuickSort 알고리즘, HeapSort 알고리즘, MergeSort 알고리즘을 사용하여 배열을 섞는 방법을 보여줍니다.
2025-05-03 04:08