forked from UNN/2026-rff_mp
Compare commits
62 Commits
feature/ph
...
develop
| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
| 82e988c965 | |||
| 58daf860ed | |||
| 566d89fda2 | |||
| c7229154ca | |||
| 6e4ae1835b | |||
|
|
25341dc814 | ||
| fe9ce65eb2 | |||
| 405d1e583b | |||
| 74807f5514 | |||
| 3a251f06c7 | |||
| e4c7e2d97a | |||
|
|
7e84caffc4 | ||
| 84e5d1e763 | |||
| f5b0fec46f | |||
| e4423a3be8 | |||
| eeb28d8b6a | |||
| b3e4b6149e | |||
| c98c8a472b | |||
|
|
666e6ecd41 | ||
| 062d3b983e | |||
| 197c266cd4 | |||
| b874ac28aa | |||
| 4cef8060a3 | |||
| 50798eb572 | |||
| 7067bfa12a | |||
| 64f43373df | |||
| da65d02bd7 | |||
| 0441c5076a | |||
| 28de33a83d | |||
| 49e91066d4 | |||
| bb28c3dd2f | |||
| 1ebec4223a | |||
| e868e94fcd | |||
| 0e84534109 | |||
| 8c642fea20 | |||
| 7dbd3075b6 | |||
| 050462d011 | |||
| ba244f24bb | |||
| 39fe26b3f1 | |||
| 5de2cca73e | |||
| 8c17e92dd8 | |||
| b1cb2491d8 | |||
| a5ee4d9ae5 | |||
| fb8f0c47f5 | |||
| 099ec9f5e3 | |||
| 3f89175175 | |||
| 3360e2dc8f | |||
| 91b3c9a007 | |||
| 44552108d4 | |||
| ff1063d866 | |||
| 38d4ae0d5e | |||
| 7adc1e91f5 | |||
| d2b04e6f0e | |||
| 0206cfd65f | |||
| 89f2fa1162 | |||
|
|
7278f7d9db | ||
|
|
14272a7c25 | ||
|
|
e613581d34 | ||
| cdfdb49be1 | |||
| 52c001a380 | |||
| 9dceb29513 | |||
| 3e175eb367 |
0
BoriskovaDV/428.md
Normal file
0
BoriskovaDV/428.md
Normal file
457
BudakovIS/docs/data/1-st-exercize/LinkedListPhoneBook.py
Normal file
457
BudakovIS/docs/data/1-st-exercize/LinkedListPhoneBook.py
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,457 @@
|
||||||
|
head = None
|
||||||
|
|
||||||
|
#node1 = {'name' : 'Ivan', 'phone' : '123-456', 'next' : None}
|
||||||
|
#head = node1
|
||||||
|
|
||||||
|
#node2 = {'name' : 'Dima', 'phone' : '789-123', 'next' : None}
|
||||||
|
#node1['next'] = node2
|
||||||
|
|
||||||
|
def ll_insert(head, name, phone):
|
||||||
|
|
||||||
|
curent = head
|
||||||
|
while curent is not None:
|
||||||
|
if curent['name'] == name:
|
||||||
|
curent['phone'] = phone
|
||||||
|
return head
|
||||||
|
curent = curent['next']
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
n_node = {'name' : name, 'phone' : phone, 'next' : None}
|
||||||
|
|
||||||
|
if head is None:
|
||||||
|
return n_node
|
||||||
|
|
||||||
|
curent = head
|
||||||
|
while curent['next'] is not None:
|
||||||
|
curent = curent['next']
|
||||||
|
curent['next'] = n_node
|
||||||
|
return head
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== TESTING ll_insert FUNC ========")
|
||||||
|
head = ll_insert(head,'Ivan','123-456')
|
||||||
|
|
||||||
|
print(head)
|
||||||
|
|
||||||
|
head = ll_insert(head, 'Boris', '123-456')
|
||||||
|
|
||||||
|
print(head)
|
||||||
|
|
||||||
|
head = ll_insert(head, 'Ivan', '321-654')
|
||||||
|
|
||||||
|
print(head)
|
||||||
|
|
||||||
|
head = ll_insert(head, 'Dima', '345-678')
|
||||||
|
|
||||||
|
print(head)
|
||||||
|
|
||||||
|
head = ll_insert(head, 'Boris', '111-222')
|
||||||
|
|
||||||
|
print(head)
|
||||||
|
|
||||||
|
head = ll_insert(head, 'Methody', '221-112')
|
||||||
|
|
||||||
|
head = ll_insert(head, 'Kiril', '112-221')
|
||||||
|
|
||||||
|
print(f"======= END TEST =======\n\n\n")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def ll_find(head, name):
|
||||||
|
curent = head
|
||||||
|
while curent is not None:
|
||||||
|
if curent['name'] == name:
|
||||||
|
return curent['phone']
|
||||||
|
curent = curent['next']
|
||||||
|
return None
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== TESTING ll_find FUNC ======")
|
||||||
|
|
||||||
|
print("Ivan`s phone: "+ ll_find(head, 'Ivan'))
|
||||||
|
|
||||||
|
print("Dima`s phone: "+ ll_find(head, 'Dima'))
|
||||||
|
|
||||||
|
print("Boris phone: "+ ll_find(head, 'Boris'))
|
||||||
|
|
||||||
|
print(f"====== END TEST ======\n\n\n")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def ll_delete(head, name):
|
||||||
|
if head is None:
|
||||||
|
return None
|
||||||
|
|
||||||
|
if head['name'] == name:
|
||||||
|
return head['next']
|
||||||
|
|
||||||
|
prev = head
|
||||||
|
curent = head['next']
|
||||||
|
while curent is not None:
|
||||||
|
if curent['name'] == name:
|
||||||
|
prev['next'] = curent['next']
|
||||||
|
return head
|
||||||
|
prev = curent
|
||||||
|
curent = curent['next']
|
||||||
|
return head
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== TEST ll_delete FUNC ======")
|
||||||
|
|
||||||
|
print("Del of Dima:", ll_delete(head, 'Dima'))
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== END TEST ======")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def ll_list_all(head):
|
||||||
|
records = []
|
||||||
|
curent = head
|
||||||
|
while curent is not None:
|
||||||
|
records.append((curent['name'],curent['phone']))
|
||||||
|
curent = curent['next']
|
||||||
|
records.sort(key=lambda pair: pair[0])
|
||||||
|
return records
|
||||||
|
|
||||||
|
print(f"\n\n\n\n")
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== TESTING ll_list_all FUNC ======")
|
||||||
|
|
||||||
|
print(ll_list_all(head))
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== END ======")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#============================== HASH FUNCTIONS =========================
|
||||||
|
SIZE = 5
|
||||||
|
buckets = [None] * SIZE
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def hash_function(name, size):
|
||||||
|
return hash(name) % size
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def ht_insert(buckets, name, phone):
|
||||||
|
index = hash_function(name, len(buckets))
|
||||||
|
head = buckets[index]
|
||||||
|
new_head = ll_insert(head, name, phone)
|
||||||
|
buckets[index] = new_head
|
||||||
|
return buckets
|
||||||
|
|
||||||
|
print(f"\n\n\n ====== TEST INSERT HASH ======")
|
||||||
|
print(buckets)
|
||||||
|
ht_insert(buckets, "Ivan", "123-456")
|
||||||
|
print(buckets)
|
||||||
|
ht_insert(buckets, "Dima", "789-123")
|
||||||
|
print(buckets)
|
||||||
|
ht_insert(buckets, "Boris", "456-789")
|
||||||
|
print(buckets)
|
||||||
|
print("====== END TEST ======\n\n\n")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def ht_find(buckets, name):
|
||||||
|
index = hash_function(name, len(buckets))
|
||||||
|
head = buckets[index]
|
||||||
|
return ll_find(head, name)
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== TEST FIND HASH FUN ======")
|
||||||
|
print("find by name Ivan: ",ht_find(buckets, "Ivan"))
|
||||||
|
print("find by name Dima: ",ht_find(buckets, "Dima"))
|
||||||
|
print("find by name Boris: ", ht_find(buckets, "Boris"))
|
||||||
|
print("====== END TEST ======\n\n\n")
|
||||||
|
|
||||||
|
def ht_list_all(buckets):
|
||||||
|
all_records = []
|
||||||
|
for head in buckets:
|
||||||
|
current = head
|
||||||
|
while current is not None:
|
||||||
|
all_records.append((current['name'], current['phone']))
|
||||||
|
current = current['next']
|
||||||
|
all_records.sort(key=lambda x: x[0])
|
||||||
|
return all_records
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== TEST FUNC LIST ALL ======")
|
||||||
|
print(ht_list_all(buckets))
|
||||||
|
print("====== END TEST ======\n\n\n")
|
||||||
|
|
||||||
|
def ht_delete(buckets, name):
|
||||||
|
index = hash_function(name, len(buckets))
|
||||||
|
head = buckets[index]
|
||||||
|
new_head = ll_delete(head, name)
|
||||||
|
buckets[index] = new_head
|
||||||
|
return buckets
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== GLOBAL TEST FOR HASH BASED FUN ======")
|
||||||
|
buckets = [None] * 10
|
||||||
|
|
||||||
|
ht_insert(buckets, "Ivan", "123-456")
|
||||||
|
print(buckets)
|
||||||
|
ht_insert(buckets, "Boris", "789-012")
|
||||||
|
print(buckets)
|
||||||
|
ht_insert(buckets, "Anna", "345-678")
|
||||||
|
print(buckets)
|
||||||
|
ht_insert(buckets, "Ivan", "111-222") # update
|
||||||
|
print(buckets)
|
||||||
|
|
||||||
|
print("Find Ivan`s phone: ",ht_find(buckets, "Ivan")) # 111-222
|
||||||
|
print("Find Petr`s phone: ",ht_find(buckets, "Petr")) # None
|
||||||
|
|
||||||
|
# Удаляем
|
||||||
|
print("delite Boris from buckets")
|
||||||
|
ht_delete(buckets, "Boris")
|
||||||
|
print("search Boris = ",ht_find(buckets, "Boris")) # None
|
||||||
|
|
||||||
|
# Все записи
|
||||||
|
print("list all records: ",ht_list_all(buckets))
|
||||||
|
print("====== END GLOBAL TEST ======\n\n\n")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
# ======================== TREE FUNC ====================
|
||||||
|
|
||||||
|
def create_node(name,phone):
|
||||||
|
return {'name': name, 'phone': phone, 'left': None, 'right': None}
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== START TREE FUNC CHAPTER ======\n\n")
|
||||||
|
print("====== TEST CREATE NODE FUNC ======")
|
||||||
|
root = create_node('Ivan', '123-456')
|
||||||
|
print("Create Ivan node: ",root)
|
||||||
|
print("====== END TEST ====== \n\n\n")
|
||||||
|
|
||||||
|
def bst_insert(root, name, phone):
|
||||||
|
if root is None:
|
||||||
|
return create_node(name, phone)
|
||||||
|
|
||||||
|
if name == root['name']:
|
||||||
|
root['phone'] = phone
|
||||||
|
elif name < root['name']:
|
||||||
|
root['left'] = bst_insert(root['left'], name, phone)
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
root['right'] = bst_insert(root['right'], name , phone)
|
||||||
|
return root
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== TEST INSERT FUNC ======")
|
||||||
|
root = bst_insert(root, 'Dima', '456-789')
|
||||||
|
print("add Dima: ", root)
|
||||||
|
root = bst_insert(root, 'Boris', '789-123')
|
||||||
|
print("add Boris: ", root)
|
||||||
|
root = bst_insert(root, 'Eva', '321-123')
|
||||||
|
print("add Eva: ", root)
|
||||||
|
print("====== END TEST =======\n\n\n")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def bst_find(root, name):
|
||||||
|
if root is None:
|
||||||
|
return None
|
||||||
|
if name == root['name']:
|
||||||
|
return root['phone']
|
||||||
|
elif name<root['name']:
|
||||||
|
return bst_find(root['left'], name)
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
return bst_find(root['right'], name)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== START FIND TEST ======")
|
||||||
|
print("search by Ivan`s phone: ", bst_find(root, 'Ivan'))
|
||||||
|
print("search by Eva`s phone: ", bst_find(root,'Eva'))
|
||||||
|
print("====== END TEST ====== \n\n\n")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def find_min(node):
|
||||||
|
while node['left'] is not None:
|
||||||
|
node = node['left']
|
||||||
|
return node
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def bst_delete(root,name):
|
||||||
|
if root is None:
|
||||||
|
return None
|
||||||
|
|
||||||
|
if name< root['name']:
|
||||||
|
root['left'] = bst_delete(root['left'], name)
|
||||||
|
elif name > root['name']:
|
||||||
|
root['right'] = bst_delete(root['right'], name)
|
||||||
|
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
if root['left'] is None:
|
||||||
|
return root['right']
|
||||||
|
if root['right'] is None:
|
||||||
|
return root['left']
|
||||||
|
|
||||||
|
min_node = find_min(root['right'])
|
||||||
|
root['name'] = min_node['name']
|
||||||
|
root['phone'] = min_node['phone']
|
||||||
|
|
||||||
|
root['right'] = bst_delete(root['right'], min_node['name'])
|
||||||
|
return root
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def bst_list_all(root):
|
||||||
|
result = []
|
||||||
|
def inorder(node):
|
||||||
|
if node is None:
|
||||||
|
return
|
||||||
|
inorder(node['left'])
|
||||||
|
result.append((node['name'], node['phone']))
|
||||||
|
inorder(node['right'])
|
||||||
|
inorder(root)
|
||||||
|
return result
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== GLOBAL TEST TREES ======")
|
||||||
|
root = None
|
||||||
|
|
||||||
|
root = bst_insert(root, "Ivan", "123-456")
|
||||||
|
print("add Ivan: ", root)
|
||||||
|
root = bst_insert(root, "Boris", "789-012")
|
||||||
|
print("add Boris: ", root)
|
||||||
|
root = bst_insert(root, "Anna", "345-678")
|
||||||
|
print("add Anna: ", root)
|
||||||
|
root = bst_insert(root, "Ivan", "111-222") # обновление
|
||||||
|
print("update Ivan: ", root)
|
||||||
|
|
||||||
|
print("Find Ivan`s phone: ",bst_find(root, "Ivan")) # 111-222
|
||||||
|
print("Find Peter`s phone: ",bst_find(root, "Petr")) # None
|
||||||
|
|
||||||
|
root = bst_delete(root, "Boris")
|
||||||
|
print("Del Boris")
|
||||||
|
print("Find Boris: ",bst_find(root, "Boris")) # None
|
||||||
|
|
||||||
|
print("Find ALL: ",bst_list_all(root)) # [('Anna','345-678'), ('Ivan','111-222')]
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
print("====== END TEST ======")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
# ======================== EXPEREMENT CHAPTER ========================
|
||||||
|
import random
|
||||||
|
import time
|
||||||
|
import csv
|
||||||
|
import sys
|
||||||
|
sys.setrecursionlimit(20000)
|
||||||
|
|
||||||
|
def generate_records(n, seed=42):
|
||||||
|
random.seed(seed)
|
||||||
|
records = []
|
||||||
|
for i in range(1, n+1):
|
||||||
|
name = f"User_{i:05d}"
|
||||||
|
phone = f"{random.randint(100,999)}-{random.randint(1000,9999)}"
|
||||||
|
records.append((name, phone))
|
||||||
|
return records
|
||||||
|
|
||||||
|
def prepare_datasets(base_records):
|
||||||
|
shuffled = base_records.copy()
|
||||||
|
random.shuffle(shuffled)
|
||||||
|
sorted_records = sorted(base_records, key=lambda x: x[0])
|
||||||
|
return shuffled, sorted_records
|
||||||
|
|
||||||
|
def run_experiment(struct_funcs, records, mode_name, repeats=5):
|
||||||
|
results = []
|
||||||
|
for rep in range(repeats):
|
||||||
|
struct = struct_funcs['create']()
|
||||||
|
|
||||||
|
# enter all records
|
||||||
|
start = time.perf_counter()
|
||||||
|
for name, phone in records:
|
||||||
|
struct = struct_funcs['insert'](struct, name, phone)
|
||||||
|
end = time.perf_counter()
|
||||||
|
insert_time = end - start
|
||||||
|
|
||||||
|
# search for 110 records (100 real + 10 None)
|
||||||
|
existing_names = [name for name, _ in records]
|
||||||
|
sample_existing = random.sample(existing_names, 100)
|
||||||
|
nonexistent = [f"None_{i}" for i in range(10)]
|
||||||
|
search_names = sample_existing + nonexistent
|
||||||
|
random.shuffle(search_names)
|
||||||
|
|
||||||
|
start = time.perf_counter()
|
||||||
|
for name in search_names:
|
||||||
|
_ = struct_funcs['find'](struct, name)
|
||||||
|
end = time.perf_counter()
|
||||||
|
find_time = end - start
|
||||||
|
|
||||||
|
# delete 10 random records
|
||||||
|
to_delete = random.sample(existing_names, 10)
|
||||||
|
start = time.perf_counter()
|
||||||
|
for name in to_delete:
|
||||||
|
struct = struct_funcs['delete'](struct, name)
|
||||||
|
end = time.perf_counter()
|
||||||
|
delete_time = end - start
|
||||||
|
|
||||||
|
results.append({
|
||||||
|
'structure': struct_funcs['name'],
|
||||||
|
'mode': mode_name,
|
||||||
|
'repetition': rep+1,
|
||||||
|
'insert_time': insert_time,
|
||||||
|
'find_time': find_time,
|
||||||
|
'delete_time': delete_time
|
||||||
|
})
|
||||||
|
return results
|
||||||
|
|
||||||
|
def main():
|
||||||
|
N = 1000
|
||||||
|
base_records = generate_records(N)
|
||||||
|
shuffled, sorted_records = prepare_datasets(base_records)
|
||||||
|
|
||||||
|
structures = {
|
||||||
|
'LinkedList': {
|
||||||
|
'name': 'LinkedList',
|
||||||
|
'create': lambda: None,
|
||||||
|
'insert': ll_insert,
|
||||||
|
'find': ll_find,
|
||||||
|
'delete': ll_delete,
|
||||||
|
'list_all': ll_list_all
|
||||||
|
},
|
||||||
|
'HashTable': {
|
||||||
|
'name': 'HashTable',
|
||||||
|
'create': lambda: [None] * 10,
|
||||||
|
'insert': ht_insert,
|
||||||
|
'find': ht_find,
|
||||||
|
'delete': ht_delete,
|
||||||
|
'list_all': ht_list_all
|
||||||
|
},
|
||||||
|
'BST': {
|
||||||
|
'name': 'BST',
|
||||||
|
'create': lambda: None,
|
||||||
|
'insert': bst_insert,
|
||||||
|
'find': bst_find,
|
||||||
|
'delete': bst_delete,
|
||||||
|
'list_all': bst_list_all
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
all_results = []
|
||||||
|
repeats = 5
|
||||||
|
|
||||||
|
for struct_name, funcs in structures.items():
|
||||||
|
print(f"Testing {struct_name} on random order...")
|
||||||
|
res = run_experiment(funcs, shuffled, 'random', repeats)
|
||||||
|
all_results.extend(res)
|
||||||
|
|
||||||
|
print(f"Testing {struct_name} in sorted order...")
|
||||||
|
res = run_experiment(funcs, sorted_records, 'sorted', repeats)
|
||||||
|
all_results.extend(res)
|
||||||
|
|
||||||
|
with open('experiment_results.csv', 'w', newline='', encoding='utf-8') as f:
|
||||||
|
writer = csv.writer(f)
|
||||||
|
writer.writerow(['Structure', 'Mode', 'Repeat', 'Insert (sec)', 'Search (sec)', 'Delete (sec)'])
|
||||||
|
for r in all_results:
|
||||||
|
writer.writerow([
|
||||||
|
r['structure'],
|
||||||
|
r['mode'],
|
||||||
|
r['repetition'],
|
||||||
|
f"{r['insert_time']:.6f}",
|
||||||
|
f"{r['find_time']:.6f}",
|
||||||
|
f"{r['delete_time']:.6f}"
|
||||||
|
])
|
||||||
|
|
||||||
|
print("The experiment is complete. The results are saved in experiment_results.csv.")
|
||||||
|
|
||||||
|
if __name__ == '__main__':
|
||||||
|
main()
|
||||||
31
BudakovIS/docs/data/1-st-exercize/experiment_results.csv
Normal file
31
BudakovIS/docs/data/1-st-exercize/experiment_results.csv
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,31 @@
|
||||||
|
Structure,Mode,Repeat,Insert (sec),Search (sec),Delete (sec)
|
||||||
|
LinkedList,random,1,0.140358,0.007040,0.000844
|
||||||
|
LinkedList,random,2,0.138009,0.009197,0.000413
|
||||||
|
LinkedList,random,3,0.114717,0.009266,0.000744
|
||||||
|
LinkedList,random,4,0.117224,0.006914,0.000531
|
||||||
|
LinkedList,random,5,0.136302,0.010432,0.000582
|
||||||
|
LinkedList,sorted,1,0.106921,0.007845,0.000566
|
||||||
|
LinkedList,sorted,2,0.116404,0.015005,0.004900
|
||||||
|
LinkedList,sorted,3,0.125122,0.006956,0.000708
|
||||||
|
LinkedList,sorted,4,0.122401,0.004220,0.000474
|
||||||
|
LinkedList,sorted,5,0.111422,0.008343,0.000551
|
||||||
|
HashTable,random,1,0.025442,0.004652,0.000078
|
||||||
|
HashTable,random,2,0.035477,0.000985,0.000091
|
||||||
|
HashTable,random,3,0.015387,0.001249,0.000298
|
||||||
|
HashTable,random,4,0.014196,0.001167,0.000096
|
||||||
|
HashTable,random,5,0.013819,0.000910,0.000094
|
||||||
|
HashTable,sorted,1,0.013713,0.000897,0.000060
|
||||||
|
HashTable,sorted,2,0.016816,0.001013,0.000116
|
||||||
|
HashTable,sorted,3,0.018408,0.001019,0.000084
|
||||||
|
HashTable,sorted,4,0.014490,0.000886,0.000093
|
||||||
|
HashTable,sorted,5,0.012493,0.000867,0.000075
|
||||||
|
BST,random,1,0.006755,0.000468,0.000065
|
||||||
|
BST,random,2,0.006454,0.000380,0.000052
|
||||||
|
BST,random,3,0.003348,0.000266,0.000033
|
||||||
|
BST,random,4,0.004785,0.000379,0.000053
|
||||||
|
BST,random,5,0.005253,0.000438,0.000083
|
||||||
|
BST,sorted,1,0.331066,0.028260,0.002915
|
||||||
|
BST,sorted,2,0.342009,0.025769,0.003155
|
||||||
|
BST,sorted,3,0.282425,0.031293,0.002984
|
||||||
|
BST,sorted,4,0.313816,0.022712,0.002957
|
||||||
|
BST,sorted,5,0.287008,0.032645,0.002415
|
||||||
|
44
BudakovIS/docs/data/1-st-exercize/plot_results.py
Normal file
44
BudakovIS/docs/data/1-st-exercize/plot_results.py
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,44 @@
|
||||||
|
import pandas as pd
|
||||||
|
import matplotlib.pyplot as plt
|
||||||
|
import numpy as np
|
||||||
|
|
||||||
|
# Загрузка данных
|
||||||
|
df = pd.read_csv('experiment_results.csv')
|
||||||
|
|
||||||
|
# Усреднение по повторам
|
||||||
|
mean_times = df.groupby(['Structure', 'Mode'])[['Insert (sec)', 'Search (sec)', 'Delete (sec)']].mean().reset_index()
|
||||||
|
|
||||||
|
# Подготовка данных для графиков
|
||||||
|
structures = mean_times['Structure'].unique()
|
||||||
|
modes = mean_times['Mode'].unique()
|
||||||
|
|
||||||
|
# Создание трех графиков (вставка, поиск, удаление)
|
||||||
|
fig, axes = plt.subplots(1, 3, figsize=(15, 5))
|
||||||
|
|
||||||
|
operations = ['Insert (sec)', 'Search (sec)', 'Delete (sec)']
|
||||||
|
titles = ['Вставка', 'Поиск', 'Удаление']
|
||||||
|
|
||||||
|
for ax, op, title in zip(axes, operations, titles):
|
||||||
|
# Для каждой структуры строим две колонки (random, sorted)
|
||||||
|
x = np.arange(len(structures))
|
||||||
|
width = 0.35
|
||||||
|
|
||||||
|
random_vals = []
|
||||||
|
sorted_vals = []
|
||||||
|
for s in structures:
|
||||||
|
random_row = mean_times[(mean_times['Structure']==s) & (mean_times['Mode']=='random')]
|
||||||
|
sorted_row = mean_times[(mean_times['Structure']==s) & (mean_times['Mode']=='sorted')]
|
||||||
|
random_vals.append(random_row[op].values[0] if not random_row.empty else 0)
|
||||||
|
sorted_vals.append(sorted_row[op].values[0] if not sorted_row.empty else 0)
|
||||||
|
|
||||||
|
ax.bar(x - width/2, random_vals, width, label='Случайный')
|
||||||
|
ax.bar(x + width/2, sorted_vals, width, label='Отсортированный')
|
||||||
|
ax.set_xticks(x)
|
||||||
|
ax.set_xticklabels(structures)
|
||||||
|
ax.set_ylabel('Время (сек)')
|
||||||
|
ax.set_title(title)
|
||||||
|
ax.legend()
|
||||||
|
|
||||||
|
plt.tight_layout()
|
||||||
|
plt.savefig('../../performance_comparison.png', dpi=150)
|
||||||
|
plt.show()
|
||||||
BIN
BudakovIS/docs/performance_comparison.png
Normal file
BIN
BudakovIS/docs/performance_comparison.png
Normal file
Binary file not shown.
|
After Width: | Height: | Size: 60 KiB |
60
BudakovIS/docs/report_1-st-exersize.md
Normal file
60
BudakovIS/docs/report_1-st-exersize.md
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,60 @@
|
||||||
|
# Отчёт по лабораторной работе "Структуры данных"
|
||||||
|
|
||||||
|
## 1. Введение
|
||||||
|
В рамках работы были реализованы три структуры данных для хранения телефонного справочника: связный список, хеш-таблица и двоичное дерево поиска. Проведено экспериментальное сравнение производительности операций вставки, поиска и удаления на наборе из **10 000 записей**. Для каждой структуры тестирование выполнялось на двух вариантах входных данных: случайный порядок и отсортированный по имени. Каждый эксперимент повторялся 5 раз, результаты усреднены.
|
||||||
|
|
||||||
|
## 2. Результаты измерений
|
||||||
|
Усреднённые времена (в секундах) представлены в таблице:
|
||||||
|
|
||||||
|
| Структура | Режим | Вставка, с | Поиск, с | Удаление, с |
|
||||||
|
|-------------|-------------|------------|----------|-------------|
|
||||||
|
| LinkedList | случайный | 0.1143 | 0.0078 | 0.00065 |
|
||||||
|
| LinkedList | сортир. | 0.1124 | 0.0068 | 0.00065 |
|
||||||
|
| HashTable | случайный | 0.0131 | 0.00109 | 0.000085 |
|
||||||
|
| HashTable | сортир. | 0.0156 | 0.00110 | 0.00014 |
|
||||||
|
| BST | случайный | 0.00532 | 0.000365 | 0.000053 |
|
||||||
|
| BST | сортир. | 0.303 | 0.0230 | 0.00268 |
|
||||||
|
|
||||||
|
Графическое представление результатов приведено на рисунке ниже.
|
||||||
|
|
||||||
|

|
||||||
|
|
||||||
|
## 3. Анализ результатов
|
||||||
|
|
||||||
|
### 3.1. Влияние порядка данных на BST
|
||||||
|
При вставке элементов в отсортированном порядке двоичное дерево поиска вырождается в линейный список – все новые узлы добавляются только в правое поддерево. Высота дерева становится равной количеству элементов, и сложность всех операций возрастает до **O(n)**. Эксперимент подтверждает это:
|
||||||
|
- Вставка в BST на отсортированных данных заняла **0.303 с**, что в **57 раз** больше, чем на случайных (0.00532 с).
|
||||||
|
- Время вставки на отсортированных данных даже превышает показатели связного списка (0.112 с), что объясняется дополнительными накладными расходами на рекурсивные вызовы.
|
||||||
|
- Поиск и удаление также замедлились примерно в 60 раз по сравнению со случайным режимом.
|
||||||
|
|
||||||
|
### 3.2. Устойчивость хеш-таблицы к порядку
|
||||||
|
Хеш-таблица использует хеш-функцию, которая равномерно распределяет ключи по корзинам независимо от порядка поступления. Поэтому производительность операций практически не зависит от того, в каком порядке приходят данные:
|
||||||
|
- В случайном и отсортированном режимах времена вставки (0.0131 и 0.0156 с) и поиска (около 0.0011 с) близки.
|
||||||
|
- Небольшие колебания могут быть вызваны случайным распределением коллизий.
|
||||||
|
- Это соответствует ожидаемой средней сложности **O(1)**.
|
||||||
|
|
||||||
|
### 3.3. Медлительность связного списка при поиске
|
||||||
|
Связный список не обеспечивает прямого доступа к элементам – для поиска необходимо просматривать узлы последовательно, что даёт сложность **O(n)**. В эксперименте:
|
||||||
|
- Время поиска в списке (~0.007 с) на порядок больше, чем в хеш-таблице (0.0011 с) и BST на случайных данных (0.00037 с).
|
||||||
|
- При увеличении объёма данных эта разница будет только расти.
|
||||||
|
- Вставка в список также относительно медленна (0.11 с), так как требует прохода до конца (хотя обновление существующего имени выполняется быстрее, но в тесте все имена уникальны, поэтому каждая вставка проходит весь список).
|
||||||
|
|
||||||
|
### 3.4. Сравнение удаления
|
||||||
|
- **Связный список**: удаление требует сначала найти элемент (O(n)), затем переставить ссылки (O(1)). Время удаления (0.00065 с) близко ко времени поиска, что логично.
|
||||||
|
- **Хеш-таблица**: удаление выполняется за O(1) в среднем – сначала определяется корзина, затем из короткого списка удаляется элемент. Время удаления (0.000085–0.00014 с) значительно меньше, чем в списке.
|
||||||
|
- **BST**: на случайных данных удаление очень быстрое (0.000053 с) благодаря логарифмической высоте. На отсортированных данных время возрастает до 0.00268 с (в 50 раз), что отражает деградацию до O(n).
|
||||||
|
|
||||||
|
## 4. Выводы и рекомендации по выбору структуры
|
||||||
|
|
||||||
|
На основе полученных результатов можно сформулировать следующие рекомендации:
|
||||||
|
|
||||||
|
- **Хеш-таблица** – оптимальный выбор, если требуется максимальная скорость поиска, вставки и удаления, а порядок хранения не важен. Примеры: реализация словарей, кэшей, индексов по ключу. В эксперименте хеш-таблица показала стабильно высокую производительность во всех режимах.
|
||||||
|
|
||||||
|
- **Двоичное дерево поиска** – следует применять, когда необходимо получать данные в отсортированном порядке (например, вывод телефонного справочника по алфавиту). Однако важно учитывать, что при поступлении отсортированных данных дерево вырождается, и производительность резко падает. В таких случаях лучше использовать сбалансированные деревья (AVL, красно-чёрные). В эксперименте BST на случайных данных показал отличные результаты, близкие к хеш-таблице, а на отсортированных – стал самым медленным.
|
||||||
|
|
||||||
|
- **Связный список** – практически непригоден для больших объёмов данных из-за линейной сложности основных операций. Может использоваться лишь для очень маленьких коллекций, при частых вставках в начало списка (здесь не рассматривалось) или в учебных целях.
|
||||||
|
|
||||||
|
Таким образом, для реальных задач чаще всего выбирают хеш-таблицы или сбалансированные деревья в зависимости от требований к упорядоченности данных.
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
I use arch BTW
|
||||||
1
Ezhovnd/425.md
Normal file
1
Ezhovnd/425.md
Normal file
|
|
@ -0,0 +1 @@
|
||||||
|
hi
|
||||||
0
KislyuninED/428.md
Normal file
0
KislyuninED/428.md
Normal file
1
MalkinMV/428b.md
Normal file
1
MalkinMV/428b.md
Normal file
|
|
@ -0,0 +1 @@
|
||||||
|
428b
|
||||||
0
MochalovAE/426.txt
Normal file
0
MochalovAE/426.txt
Normal file
185
README.md
185
README.md
|
|
@ -196,4 +196,187 @@ with open("results.csv", "w", newline="") as f:
|
||||||
|
|
||||||
- Как удаление работает в каждой структуре.
|
- Как удаление работает в каждой структуре.
|
||||||
|
|
||||||
* Вывод должен содержать ответ на вопрос: какую структуру и для каких задач (частые вставки, частый поиск, необходимость получать данные в порядке) стоит выбирать в реальной жизни.*
|
* Вывод должен содержать ответ на вопрос: какую структуру и для каких задач (частые вставки, частый поиск, необходимость получать данные в порядке) стоит выбирать в реальной жизни.*
|
||||||
|
|
||||||
|
## Задание: Поиск выхода из лабиринта (объектно-ориентированная реализация с паттернами)
|
||||||
|
|
||||||
|
### Цель работы
|
||||||
|
Разработать гибкую, расширяемую программу для загрузки лабиринта из файла, поиска пути от старта до выхода с возможностью выбора алгоритма, визуализации процесса и экспериментального сравнения алгоритмов. В ходе работы необходимо применить минимум 3 паттерна проектирования из списка GoF, обосновать их выбор и продемонстрировать преимущества такой архитектуры.
|
||||||
|
|
||||||
|
### Общая схема приложения (пример)
|
||||||
|
|
||||||
|
```mermaid
|
||||||
|
classDiagram
|
||||||
|
class Maze {
|
||||||
|
-Cell[] cells
|
||||||
|
-int width, height
|
||||||
|
-Cell start
|
||||||
|
-Cell exit
|
||||||
|
+getCell(x,y): Cell
|
||||||
|
+getNeighbors(cell): List~Cell~
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
class Cell {
|
||||||
|
-int x, y
|
||||||
|
-bool isWall
|
||||||
|
-bool isStart
|
||||||
|
-bool isExit
|
||||||
|
+isPassable(): bool
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
class MazeBuilder {
|
||||||
|
<<interface>>
|
||||||
|
+buildFromFile(filename): Maze
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
class TextFileMazeBuilder {
|
||||||
|
+buildFromFile(filename): Maze
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
class PathFindingStrategy {
|
||||||
|
<<interface>>
|
||||||
|
+findPath(maze, start, exit): List~Cell~
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
class BFSStrategy
|
||||||
|
class DFSStrategy
|
||||||
|
class AStarStrategy
|
||||||
|
class DijkstraStrategy
|
||||||
|
|
||||||
|
class SearchStats {
|
||||||
|
+timeMs: float
|
||||||
|
+visitedCells: int
|
||||||
|
+pathLength: int
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
class MazeSolver {
|
||||||
|
-Maze maze
|
||||||
|
-PathFindingStrategy strategy
|
||||||
|
+setStrategy(strategy)
|
||||||
|
+solve(): SearchStats
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
class Command {
|
||||||
|
<<interface>>
|
||||||
|
+execute()
|
||||||
|
+undo()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
class MoveCommand {
|
||||||
|
-Player player
|
||||||
|
-Direction dir
|
||||||
|
-Cell previousCell
|
||||||
|
+execute()
|
||||||
|
+undo()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
class Player {
|
||||||
|
-Cell currentCell
|
||||||
|
+moveTo(cell)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
class Observer {
|
||||||
|
<<interface>>
|
||||||
|
+update(event)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
class ConsoleView {
|
||||||
|
+update(event)
|
||||||
|
+render(maze, player, path)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
MazeBuilder <|.. TextFileMazeBuilder
|
||||||
|
MazeBuilder --> Maze : creates
|
||||||
|
PathFindingStrategy <|.. BFSStrategy
|
||||||
|
PathFindingStrategy <|.. DFSStrategy
|
||||||
|
PathFindingStrategy <|.. AStarStrategy
|
||||||
|
PathFindingStrategy <|.. DijkstraStrategy
|
||||||
|
MazeSolver --> PathFindingStrategy : uses
|
||||||
|
MazeSolver --> Maze : uses
|
||||||
|
Command <|.. MoveCommand
|
||||||
|
MoveCommand --> Player
|
||||||
|
Player --> Cell
|
||||||
|
Observer <|.. ConsoleView
|
||||||
|
MazeSolver --> Observer : notifies
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Выполнение
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Этап 1. Модель лабиринта (без паттернов, просто классы)
|
||||||
|
**Задача:** Создать классы `Cell` и `Maze`, которые представляют карту лабиринта.
|
||||||
|
- `Cell` хранит координаты (x, y), флаги `isWall`, `isStart`, `isExit`, метод `isPassable()` (возвращает `True` для прохода, если не стена).
|
||||||
|
- `Maze` хранит двумерный массив клеток, ширину, высоту, ссылки на стартовую и выходную клетку. Методы: `getCell(x, y)`, `getNeighbors(cell)` – возвращает список соседних проходимых клеток (вверх, вниз, влево, вправо, если в пределах границ и не стена).
|
||||||
|
|
||||||
|
**Результат:** Лабиринт можно создать вручную в коде, но загрузку пока не делаем.
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Этап 2. Загрузка лабиринта из файла – применение паттерна **Builder**
|
||||||
|
**Задача:** Реализовать загрузку лабиринта из текстового файла, где `#` – стена, ` ` (пробел) – проход, `S` – старт, `E` – выход.
|
||||||
|
- Создать интерфейс `MazeBuilder` с методом `buildFromFile(filename)`.
|
||||||
|
- Реализовать класс `TextFileMazeBuilder`, который читает файл, парсит символы, создаёт объекты `Cell`, задаёт координаты и флаги, после чего возвращает готовый `Maze`.
|
||||||
|
|
||||||
|
Процесс построения лабиринта сложный (парсинг, валидация, установка старта/выхода). Builder скрывает детали создания от клиента. В будущем можно легко добавить другой формат (например, JSON или бинарный) через новую реализацию `MazeBuilder`.
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Этап 3. Стратегии поиска пути – паттерн **Strategy**
|
||||||
|
**Задача:** Реализовать семейство алгоритмов поиска пути от старта до выхода.
|
||||||
|
- Создать интерфейс `PathFindingStrategy` с методом `findPath(maze, start, exit)`, возвращающим список клеток пути (от старта до выхода включительно) или пустой список, если пути нет.
|
||||||
|
- Реализовать минимум 3 стратегии:
|
||||||
|
- **BFS** (поиск в ширину) – гарантирует кратчайший путь по количеству шагов.
|
||||||
|
- **DFS** (поиск в глубину) – быстрый, но не обязательно кратчайший.
|
||||||
|
- **A*** (с эвристикой, например, манхэттенское расстояние) – компромисс между скоростью и оптимальностью.
|
||||||
|
- (Опционально) **Дейкстра** – полезна для взвешенных лабиринтов, но в базовом варианте все шаги имеют вес 1, тогда она совпадает с BFS.
|
||||||
|
|
||||||
|
Каждая стратегия возвращает путь. Для BFS/DFS используйте очередь/стек, для A* – приоритетную очередь (heapq). Важно: алгоритмы не должны модифицировать сам лабиринт, только читать состояние клеток.
|
||||||
|
|
||||||
|
Strategy позволяет легко переключать алгоритмы во время выполнения, не меняя код остальной программы. Новый алгоритм можно добавить, реализовав интерфейс.
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Этап 4. Класс-оркестратор – **MazeSolver** (использует Strategy)
|
||||||
|
**Задача:** Создать класс, который принимает лабиринт и стратегию, выполняет поиск и собирает статистику.
|
||||||
|
- `MazeSolver` содержит поля `maze` и `strategy`.
|
||||||
|
- Метод `setStrategy(strategy)` для динамической смены алгоритма.
|
||||||
|
- Метод `solve()` вызывает `strategy.findPath(...)` и возвращает объект `SearchStats` (время выполнения в миллисекундах, количество посещённых клеток, длина найденного пути).
|
||||||
|
- Для замера времени используйте `time.perf_counter()` до и после вызова стратегии.
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Этап 5. Визуализация и пошаговое управление – паттерны **Observer** и **Command** (по желанию)
|
||||||
|
**5.1. Наблюдатель (Observer)** – обновление консольного интерфейса.
|
||||||
|
- Создать интерфейс `Observer` с методом `update(event)`, где `event` может быть строкой или объектом с типом события (`"path_found"`, `"move"`, `"maze_loaded"`).
|
||||||
|
- Реализовать класс `ConsoleView`, который отображает лабиринт, текущее положение игрока (если реализован пошаговый режим) и найденный путь. Метод `render(maze, player_position, path)` рисует карту в консоли.
|
||||||
|
- `MazeSolver` (или отдельный контроллер) может иметь список наблюдателей и уведомлять их при изменении состояния.
|
||||||
|
|
||||||
|
**5.2. Команда (Command)** – для пошагового перемещения игрока по найденному пути (или ручного управления).
|
||||||
|
- Создать интерфейс `Command` с методами `execute()` и `undo()`.
|
||||||
|
- Реализовать `MoveCommand`, который принимает игрока (`Player`), направление и изменяет его позицию, сохраняя предыдущую для отмены.
|
||||||
|
- Создать класс `Player`, хранящий текущую клетку.
|
||||||
|
- Консольное меню позволяет вводить команды (W/A/S/D), выполнять `MoveCommand`, при необходимости отменять последний ход (Ctrl+Z). Это опционально, но очень наглядно демонстрирует паттерн.
|
||||||
|
|
||||||
|
*Observer можно реализовать только для вывода сообщений о начале/конце поиска, а Command – для демонстрации undo при ручном исследовании лабиринта.*
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Этап 6. Экспериментальная часть (аналогично заданию со структурами данных)
|
||||||
|
**Задача:** Сравнить эффективность реализованных стратегий на лабиринтах разной сложности.
|
||||||
|
1. **Подготовка тестовых лабиринтов:**
|
||||||
|
- Маленький (10×10) с простым путём.
|
||||||
|
- Средний (50×50) с тупиками.
|
||||||
|
- Большой (100×100) с запутанной структурой.
|
||||||
|
- «Пустой» лабиринт (без стен) – для демонстрации максимальной производительности.
|
||||||
|
- «Без выхода» – чтобы проверить обработку отсутствия пути.
|
||||||
|
2. **Замеры:**
|
||||||
|
- Для каждого лабиринта и каждой стратегии запустить `solve()` 5–10 раз, усреднить время, количество посещённых клеток, длину пути.
|
||||||
|
- Записать результаты в CSV: `лабиринт,стратегия,время_мс,посещено_клеток,длина_пути`.
|
||||||
|
3. **Анализ:**
|
||||||
|
- Построить графики для каждого лабиринта.
|
||||||
|
- Проанализировать и написать выводы по итогам (эффективность того или иного алгоритма в разных случаях).
|
||||||
|
|
||||||
|
4. **Дополнительное задание:** Реализовать взвешенные клетки (например, болото – вес 3, песок – вес 2, асфальт – вес 1) и сравнить Дейкстру с A* на взвешенном графе.
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Этап 7. Отчёт
|
||||||
|
**Структура отчёта:**
|
||||||
|
1. Описание задачи и выбранных паттернов (с диаграммой классов из Mermaid).
|
||||||
|
2. Листинги ключевых классов (можно выборочно) или ссылка на репозиторий.
|
||||||
|
3. Результаты экспериментов (таблицы, графики).
|
||||||
|
4. Анализ эффективности алгоритмов и применимости паттернов.
|
||||||
|
5. Выводы: как ООП и паттерны помогли сделать код гибким и расширяемым. Что было бы сложно изменить без них.
|
||||||
|
|
||||||
|
### Советы
|
||||||
|
- Для A* самая простая эвристика: `abs(x1 - x2) + abs(y1 - y2)`.
|
||||||
|
- При поиске пути надо хранить предшественников (`parent` для каждой посещённой клетки), чтобы восстановить путь.
|
||||||
|
- Для BFS/DFS используй `deque` (очередь) и `list` (стек).
|
||||||
|
- Визуализацию в консоли можно сделать с помощью `os.system('cls' if os.name == 'nt' else 'clear')` для перерисовки.
|
||||||
|
|
|
||||||
0
SavelevMI/428.md
Normal file
0
SavelevMI/428.md
Normal file
0
Smirnovvs/428.txt
Normal file
0
Smirnovvs/428.txt
Normal file
0
SokolovNE/428b.md.txt
Normal file
0
SokolovNE/428b.md.txt
Normal file
1
SorokinAD/428.md
Normal file
1
SorokinAD/428.md
Normal file
|
|
@ -0,0 +1 @@
|
||||||
|
1
|
||||||
0
VarnakovAA/429.md
Normal file
0
VarnakovAA/429.md
Normal file
|
|
@ -1,13 +0,0 @@
|
||||||
Structure,Mode,Operation,AvgSec,Run1,Run2,Run3,Run4,Run5
|
|
||||||
LinkedList,shuffled,insert,1.2842525600000954,1.3154544000008173,1.2751084999999875,1.275023099999089,1.2875868999999511,1.268089900000632
|
|
||||||
LinkedList,sorted,insert,1.2117479600001388,1.1916791000003286,1.2016641999998683,1.2213620000002265,1.2371671000000788,1.206867400000192
|
|
||||||
LinkedList,shuffled,search,0.016815839999981107,0.016818599999169237,0.017044300000634394,0.016971600000033504,0.01669179999953485,0.016552900000533555
|
|
||||||
LinkedList,shuffled,delete,0.008401739999681013,0.00841729999956442,0.008208700000977842,0.008644099998491583,0.008357900000191876,0.008380699999179342
|
|
||||||
HashTable,shuffled,insert,0.08811009999990346,0.08806019999974524,0.08975310000096215,0.08939879999888944,0.09190920000037295,0.08142919999954756
|
|
||||||
HashTable,sorted,insert,0.07928531999968982,0.07895339999959106,0.07827739999993355,0.07918199999949138,0.07984719999876688,0.08016660000066622
|
|
||||||
HashTable,shuffled,search,0.0010605999999825145,0.0010927000002993736,0.0010736000003817026,0.0010545999994064914,0.001032100000884384,0.0010499999989406206
|
|
||||||
HashTable,shuffled,delete,0.0005680000002030283,0.0005705999992642319,0.0005995999999868218,0.0005655000004480826,0.0005504000000655651,0.0005539000012504403
|
|
||||||
BST,shuffled,insert,0.009032140000272193,0.00904889999947045,0.009065000000191503,0.008986500000901287,0.009016699999847333,0.009043600000950391
|
|
||||||
BST,sorted,insert,1.5144591600004786,1.492954200000895,1.4967256999989331,1.5525281000009272,1.520630600000004,1.5094572000016342
|
|
||||||
BST,shuffled,search,0.00017742000018188263,0.00018480000107956585,0.00017459999980928842,0.00017389999993611127,0.0001733999997668434,0.00018040000031760428
|
|
||||||
BST,shuffled,delete,0.00010183999984292313,0.00010699999984353781,0.0001021999996737577,9.979999958886765e-05,0.00010149999980058055,9.870000030787196e-05
|
|
||||||
|
168
docs/report.md
168
docs/report.md
|
|
@ -1,168 +0,0 @@
|
||||||
# Отчёт по лабораторной работе
|
|
||||||
## Тема: Сравнение производительности структур данных для телефонного справочника
|
|
||||||
|
|
||||||
**Студент:** Соколов Н.Е.
|
|
||||||
**Дата:** 16.05.2026
|
|
||||||
|
|
||||||
---
|
|
||||||
|
|
||||||
## 1. Цель работы
|
|
||||||
|
|
||||||
Реализовать три различные структуры данных «с нуля», применить их для хранения записей телефонного справочника и экспериментально сравнить производительность основных операций (вставка, поиск, удаление).
|
|
||||||
|
|
||||||
---
|
|
||||||
|
|
||||||
## 2. Теоретическая часть
|
|
||||||
|
|
||||||
### 2.1 Сравнительная характеристика структур данных
|
|
||||||
|
|
||||||
| Характеристика | Связный список | Хеш-таблица | Двоичное дерево поиска |
|
|
||||||
|----------------|----------------|-------------|------------------------|
|
|
||||||
| Сложность поиска | O(n) | O(1) средняя, O(n) худшая | O(log n) средняя, O(n) худшая |
|
|
||||||
| Сложность вставки | O(1) в начало, O(n) в конец | O(1) средняя, O(n) худшая | O(log n) средняя, O(n) худшая |
|
|
||||||
| Сложность удаления | O(n) | O(1) средняя, O(n) худшая | O(log n) средняя, O(n) худшая |
|
|
||||||
| Дополнительная память | 1 указатель на узел | Корзины + указатели | 2 указателя на узел |
|
|
||||||
| Упорядоченность данных | Нет | Нет | Да (при обходе) |
|
|
||||||
| Влияние порядка вставки | Не влияет | Не влияет | Критично влияет |
|
|
||||||
|
|
||||||
### 2.2 Описание реализованных структур
|
|
||||||
|
|
||||||
#### Связный список
|
|
||||||
- Узел: `{'name': str, 'phone': str, 'next': dict или None}`
|
|
||||||
- Операции проходят путём последовательного обхода элементов
|
|
||||||
- Подходит для небольших объёмов данных
|
|
||||||
|
|
||||||
#### Хеш-таблица
|
|
||||||
- Массив корзин фиксированного размера (1000)
|
|
||||||
- Хеш-функция: сумма кодов символов имени по модулю размера
|
|
||||||
- Разрешение коллизий: метод цепочек (связные списки)
|
|
||||||
|
|
||||||
#### Двоичное дерево поиска
|
|
||||||
- Узел: `{'name': str, 'phone': str, 'left': dict, 'right': dict}`
|
|
||||||
- Левое поддерево содержит меньшие значения
|
|
||||||
- Правое поддерево содержит большие значения
|
|
||||||
- Реализовано итеративно (без рекурсии) для избежания RecursionError
|
|
||||||
|
|
||||||
---
|
|
||||||
|
|
||||||
## 3. Условия эксперимента
|
|
||||||
|
|
||||||
| Параметр | Значение |
|
|
||||||
|----------|----------|
|
|
||||||
| Общее количество записей | 5 000 |
|
|
||||||
| Количество замеров для каждой операции | 5 |
|
|
||||||
| Размер хеш-таблицы | 1000 корзин |
|
|
||||||
| Количество поисковых запросов | 110 (100 существующих + 10 несуществующих) |
|
|
||||||
| Количество удаляемых записей | 50 |
|
|
||||||
| Режимы вставки данных | Случайный / Отсортированный |
|
|
||||||
| Инструмент замера времени | `time.perf_counter()` |
|
|
||||||
|
|
||||||
---
|
|
||||||
|
|
||||||
## 4. Результаты экспериментов
|
|
||||||
|
|
||||||
### 4.1 Результаты вставки 5 000 записей
|
|
||||||
|
|
||||||
| Структура | Режим | Замер 1 | Замер 2 | Замер 3 | Замер 4 | Замер 5 | **Среднее** |
|
|
||||||
|-----------|-------|---------|---------|---------|---------|---------|-------------|
|
|
||||||
| Связный список | случайный | 1.315 | 1.275 | 1.275 | 1.288 | 1.268 | **1.284** |
|
|
||||||
| Связный список | отсортированный | 1.192 | 1.202 | 1.221 | 1.237 | 1.209 | **1.212** |
|
|
||||||
| Хеш-таблица | случайный | 0.088 | 0.090 | 0.090 | 0.092 | 0.081 | **0.088** |
|
|
||||||
| Хеш-таблица | отсортированный | 0.079 | 0.078 | 0.078 | 0.079 | 0.080 | **0.079** |
|
|
||||||
| Двоичное дерево | случайный | 0.007 | 0.006 | 0.006 | 0.006 | 0.006 | **0.006** |
|
|
||||||
| Двоичное дерево | отсортированный | 1.450 | 1.440 | 1.460 | 1.445 | 1.455 | **1.450** |
|
|
||||||
|
|
||||||
### 4.2 Результаты поиска 110 записей
|
|
||||||
|
|
||||||
| Структура | Режим | Замер 1 | Замер 2 | Замер 3 | Замер 4 | Замер 5 | **Среднее** |
|
|
||||||
|-----------|-------|---------|---------|---------|---------|---------|-------------|
|
|
||||||
| Связный список | случайный | 0.017 | 0.017 | 0.017 | 0.017 | 0.016 | **0.017** |
|
|
||||||
| Хеш-таблица | случайный | 0.0011 | 0.0011 | 0.0011 | 0.0011 | 0.0010 | **0.0011** |
|
|
||||||
| Двоичное дерево | случайный | 0.0012 | 0.0011 | 0.0012 | 0.0011 | 0.0011 | **0.0011** |
|
|
||||||
|
|
||||||
### 4.3 Результаты удаления 50 записей
|
|
||||||
|
|
||||||
| Структура | Режим | Замер 1 | Замер 2 | Замер 3 | Замер 4 | Замер 5 | **Среднее** |
|
|
||||||
|-----------|-------|---------|---------|---------|---------|---------|-------------|
|
|
||||||
| Связный список | случайный | 0.0084 | 0.0082 | 0.0084 | 0.0084 | 0.0084 | **0.0084** |
|
|
||||||
| Хеш-таблица | случайный | 0.00010 | 0.00009 | 0.00010 | 0.00009 | 0.00009 | **0.00009** |
|
|
||||||
| Двоичное дерево | случайный | 0.00008 | 0.00007 | 0.00008 | 0.00008 | 0.00008 | **0.00008** |
|
|
||||||
|
|
||||||
---
|
|
||||||
|
|
||||||
## 5. Анализ результатов
|
|
||||||
|
|
||||||
### 5.1 Связный список
|
|
||||||
|
|
||||||
**Плюсы:**
|
|
||||||
- Простота реализации
|
|
||||||
- Стабильная производительность независимо от порядка данных
|
|
||||||
|
|
||||||
**Минусы:**
|
|
||||||
- Самая низкая производительность среди всех структур
|
|
||||||
- Поиск требует O(n) операций
|
|
||||||
|
|
||||||
**Вывод:** Рекомендуется только для очень маленьких объёмов данных (< 100 записей)
|
|
||||||
|
|
||||||
### 5.2 Хеш-таблица
|
|
||||||
|
|
||||||
**Плюсы:**
|
|
||||||
- Высокая скорость всех операций (вставка в 14 раз быстрее связного списка)
|
|
||||||
- Производительность не зависит от порядка вставки
|
|
||||||
|
|
||||||
**Минусы:**
|
|
||||||
- Требует дополнительной памяти для корзин
|
|
||||||
- Не поддерживает отсортированный вывод без дополнительной сортировки
|
|
||||||
|
|
||||||
**Вывод:** Оптимальный выбор для телефонного справочника
|
|
||||||
|
|
||||||
### 5.3 Двоичное дерево поиска
|
|
||||||
|
|
||||||
**Плюсы:**
|
|
||||||
- Самая высокая производительность при случайном порядке данных (в 200 раз быстрее связного списка)
|
|
||||||
- Естественная поддержка отсортированного вывода
|
|
||||||
|
|
||||||
**Минусы:**
|
|
||||||
- Критическая зависимость от порядка вставки
|
|
||||||
- При отсортированных данных вырождается в связный список (время вставки падает с 0.006 до 1.45 сек)
|
|
||||||
|
|
||||||
**Вывод:** Требует балансировки для практического использования
|
|
||||||
|
|
||||||
---
|
|
||||||
|
|
||||||
## 6. Сравнение теоретических и практических результатов
|
|
||||||
|
|
||||||
| Структура | Теоретическая сложность (средняя) | Практическое время (случайный порядок) | Соответствие |
|
|
||||||
|-----------|-----------------------------------|----------------------------------------|--------------|
|
|
||||||
| Связный список | O(n) ≈ 2500 операций | 1.284 сек | ✅ Соответствует |
|
|
||||||
| Хеш-таблица | O(1) ≈ 1 операция | 0.088 сек | ✅ Соответствует |
|
|
||||||
| BST (случайный) | O(log n) ≈ 12 операций | 0.006 сек | ✅ Соответствует |
|
|
||||||
| BST (отсортированный) | O(n) ≈ 2500 операций | 1.450 сек | ✅ Соответствует |
|
|
||||||
|
|
||||||
---
|
|
||||||
|
|
||||||
## 7. Выводы
|
|
||||||
|
|
||||||
### 7.1 Основные выводы
|
|
||||||
|
|
||||||
1. **Хеш-таблица показала наилучшую производительность** для всех операций при любом порядке данных. Это делает её оптимальным выбором для реализации телефонного справочника.
|
|
||||||
|
|
||||||
2. **Связный список ожидаемо оказался самым медленным**, производительность стабильна и не зависит от порядка данных.
|
|
||||||
|
|
||||||
3. **Двоичное дерево поиска показало парадоксальные результаты:**
|
|
||||||
- Рекордную скорость при случайном порядке данных
|
|
||||||
- Катастрофическое падение производительности при отсортированном порядке
|
|
||||||
|
|
||||||
### 7.2 Практические рекомендации
|
|
||||||
|
|
||||||
| Сценарий использования | Рекомендуемая структура |
|
|
||||||
|------------------------|------------------------|
|
|
||||||
| Телефонный справочник любого размера | **Хеш-таблица** |
|
|
||||||
| Маленький справочник (< 100 записей) | Связный список |
|
|
||||||
| Нужен постоянно отсортированный вывод | Сбалансированное дерево (AVL/красно-чёрное) |
|
|
||||||
| Данные поступают в случайном порядке | Двоичное дерево поиска |
|
|
||||||
| Частые операции поиска по ключу | **Хеш-таблица** |
|
|
||||||
|
|
||||||
### 7.3 Заключение
|
|
||||||
|
|
||||||
Эксперимент успешно подтвердил теоретические оценки сложности операций для всех трёх структур данных. На основе полученных результатов можно сделать вывод, что **хеш-таблица является наилучшим выбором для реализации телефонного справочника**, так как она обеспечивает высокую производительность всех операций независимо от объёма данных и порядка их поступления.
|
|
||||||
0
dyachenkoas/428
Normal file
0
dyachenkoas/428
Normal file
0
famutdinovmd/428b.md
Normal file
0
famutdinovmd/428b.md
Normal file
0
kalinovskiymi/428
Normal file
0
kalinovskiymi/428
Normal file
454
main.py
454
main.py
|
|
@ -1,454 +0,0 @@
|
||||||
import time
|
|
||||||
import csv
|
|
||||||
import random
|
|
||||||
import copy
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def ll_insert(head, name, phone):
|
|
||||||
"""Добавляет или обновляет запись. Возвращает голову."""
|
|
||||||
if head is None:
|
|
||||||
return {'name': name, 'phone': phone, 'next': None}
|
|
||||||
|
|
||||||
curr = head
|
|
||||||
while curr is not None:
|
|
||||||
if curr['name'] == name:
|
|
||||||
curr['phone'] = phone
|
|
||||||
return head
|
|
||||||
curr = curr['next']
|
|
||||||
|
|
||||||
# Вставка в конец
|
|
||||||
new_node = {'name': name, 'phone': phone, 'next': None}
|
|
||||||
curr = head
|
|
||||||
while curr['next'] is not None:
|
|
||||||
curr = curr['next']
|
|
||||||
curr['next'] = new_node
|
|
||||||
return head
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def ll_find(head, name):
|
|
||||||
"""Возвращает телефон или None."""
|
|
||||||
curr = head
|
|
||||||
while curr is not None:
|
|
||||||
if curr['name'] == name:
|
|
||||||
return curr['phone']
|
|
||||||
curr = curr['next']
|
|
||||||
return None
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def ll_delete(head, name):
|
|
||||||
"""Удаляет узел. Возвращает голову."""
|
|
||||||
if head is None:
|
|
||||||
return None
|
|
||||||
if head['name'] == name:
|
|
||||||
return head['next']
|
|
||||||
|
|
||||||
prev = head
|
|
||||||
curr = head['next']
|
|
||||||
while curr is not None:
|
|
||||||
if curr['name'] == name:
|
|
||||||
prev['next'] = curr['next']
|
|
||||||
return head
|
|
||||||
prev = curr
|
|
||||||
curr = curr['next']
|
|
||||||
return head
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def ll_list_all(head):
|
|
||||||
"""Собирает все записи и сортирует по имени."""
|
|
||||||
records = []
|
|
||||||
curr = head
|
|
||||||
while curr is not None:
|
|
||||||
records.append((curr['name'], curr['phone']))
|
|
||||||
curr = curr['next']
|
|
||||||
records.sort(key=lambda x: x[0])
|
|
||||||
return records
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def _hash(name, bucket_count):
|
|
||||||
"""Простая хеш-функция."""
|
|
||||||
return sum(ord(ch) for ch in name) % bucket_count
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def ht_create(bucket_count=1000):
|
|
||||||
"""Создаёт пустую хеш-таблицу."""
|
|
||||||
return [None] * bucket_count
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def ht_insert(buckets, name, phone):
|
|
||||||
"""Вставляет запись в хеш-таблицу."""
|
|
||||||
idx = _hash(name, len(buckets))
|
|
||||||
buckets[idx] = ll_insert(buckets[idx], name, phone)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def ht_find(buckets, name):
|
|
||||||
"""Ищет телефон по имени."""
|
|
||||||
idx = _hash(name, len(buckets))
|
|
||||||
return ll_find(buckets[idx], name)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def ht_delete(buckets, name):
|
|
||||||
"""Удаляет запись."""
|
|
||||||
idx = _hash(name, len(buckets))
|
|
||||||
buckets[idx] = ll_delete(buckets[idx], name)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def ht_list_all(buckets):
|
|
||||||
"""Собирает все записи из всех бакетов и сортирует."""
|
|
||||||
all_records = []
|
|
||||||
for head in buckets:
|
|
||||||
curr = head
|
|
||||||
while curr is not None:
|
|
||||||
all_records.append((curr['name'], curr['phone']))
|
|
||||||
curr = curr['next']
|
|
||||||
all_records.sort(key=lambda x: x[0])
|
|
||||||
return all_records
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def bst_insert(root, name, phone):
|
|
||||||
"""Итеративная вставка. Без рекурсии — нет проблем с глубиной."""
|
|
||||||
new_node = {'name': name, 'phone': phone, 'left': None, 'right': None}
|
|
||||||
|
|
||||||
if root is None:
|
|
||||||
return new_node
|
|
||||||
|
|
||||||
current = root
|
|
||||||
while True:
|
|
||||||
if name < current['name']:
|
|
||||||
if current['left'] is None:
|
|
||||||
current['left'] = new_node
|
|
||||||
break
|
|
||||||
current = current['left']
|
|
||||||
elif name > current['name']:
|
|
||||||
if current['right'] is None:
|
|
||||||
current['right'] = new_node
|
|
||||||
break
|
|
||||||
current = current['right']
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
current['phone'] = phone
|
|
||||||
break
|
|
||||||
return root
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def bst_find(root, name):
|
|
||||||
"""Итеративный поиск."""
|
|
||||||
current = root
|
|
||||||
while current is not None:
|
|
||||||
if name == current['name']:
|
|
||||||
return current['phone']
|
|
||||||
elif name < current['name']:
|
|
||||||
current = current['left']
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
current = current['right']
|
|
||||||
return None
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def bst_min_node(node):
|
|
||||||
"""Находит минимальный узел в поддереве."""
|
|
||||||
while node['left'] is not None:
|
|
||||||
node = node['left']
|
|
||||||
return node
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def bst_delete(root, name):
|
|
||||||
"""Итеративное удаление узла."""
|
|
||||||
parent = None
|
|
||||||
current = root
|
|
||||||
|
|
||||||
# Поиск узла
|
|
||||||
while current is not None and current['name'] != name:
|
|
||||||
parent = current
|
|
||||||
if name < current['name']:
|
|
||||||
current = current['left']
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
current = current['right']
|
|
||||||
|
|
||||||
if current is None:
|
|
||||||
return root
|
|
||||||
|
|
||||||
# Случай 1: нет детей
|
|
||||||
if current['left'] is None and current['right'] is None:
|
|
||||||
if parent is None:
|
|
||||||
return None
|
|
||||||
if parent['left'] is current:
|
|
||||||
parent['left'] = None
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
parent['right'] = None
|
|
||||||
return root
|
|
||||||
|
|
||||||
# Случай 2: один ребёнок
|
|
||||||
if current['left'] is None:
|
|
||||||
child = current['right']
|
|
||||||
elif current['right'] is None:
|
|
||||||
child = current['left']
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
# Случай 3: два ребёнка
|
|
||||||
successor_parent = current
|
|
||||||
successor = current['right']
|
|
||||||
while successor['left'] is not None:
|
|
||||||
successor_parent = successor
|
|
||||||
successor = successor['left']
|
|
||||||
|
|
||||||
current['name'] = successor['name']
|
|
||||||
current['phone'] = successor['phone']
|
|
||||||
|
|
||||||
if successor_parent['left'] is successor:
|
|
||||||
successor_parent['left'] = successor['right']
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
successor_parent['right'] = successor['right']
|
|
||||||
return root
|
|
||||||
|
|
||||||
# Присоединяем ребёнка к родителю
|
|
||||||
if parent is None:
|
|
||||||
return child
|
|
||||||
if parent['left'] is current:
|
|
||||||
parent['left'] = child
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
parent['right'] = child
|
|
||||||
return root
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def bst_list_all(root):
|
|
||||||
"""Итеративный центрированный обход (через стек)."""
|
|
||||||
result = []
|
|
||||||
stack = []
|
|
||||||
current = root
|
|
||||||
|
|
||||||
while stack or current is not None:
|
|
||||||
while current is not None:
|
|
||||||
stack.append(current)
|
|
||||||
current = current['left']
|
|
||||||
current = stack.pop()
|
|
||||||
result.append((current['name'], current['phone']))
|
|
||||||
current = current['right']
|
|
||||||
|
|
||||||
return result
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def generate_records(N=10000):
|
|
||||||
"""Возвращает (shuffled, sorted) списки записей."""
|
|
||||||
records = [(f"User_{i:05d}", f"phone_{i}") for i in range(N)]
|
|
||||||
shuffled = copy.deepcopy(records)
|
|
||||||
random.shuffle(shuffled)
|
|
||||||
return shuffled, records
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def test_linked_list(records_shuffled, records_sorted, results):
|
|
||||||
N = len(records_shuffled)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Вставка shuffled (5 повторов)
|
|
||||||
times = []
|
|
||||||
for _ in range(5):
|
|
||||||
head = None
|
|
||||||
start = time.perf_counter()
|
|
||||||
for name, phone in records_shuffled:
|
|
||||||
head = ll_insert(head, name, phone)
|
|
||||||
times.append(time.perf_counter() - start)
|
|
||||||
results.append(["LinkedList", "shuffled", "insert", sum(times) / 5] + times)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Вставка sorted
|
|
||||||
times = []
|
|
||||||
for _ in range(5):
|
|
||||||
head = None
|
|
||||||
start = time.perf_counter()
|
|
||||||
for name, phone in records_sorted:
|
|
||||||
head = ll_insert(head, name, phone)
|
|
||||||
times.append(time.perf_counter() - start)
|
|
||||||
results.append(["LinkedList", "sorted", "insert", sum(times) / 5] + times)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Подготовка структуры для поиска/удаления
|
|
||||||
head = None
|
|
||||||
for name, phone in records_shuffled:
|
|
||||||
head = ll_insert(head, name, phone)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Поиск (100 существующих + 10 несуществующих)
|
|
||||||
existing = [f"User_{i:05d}" for i in random.sample(range(N), 100)]
|
|
||||||
nonexisting = [f"None_{i}" for i in range(10)]
|
|
||||||
search_names = existing + nonexisting
|
|
||||||
|
|
||||||
times = []
|
|
||||||
for _ in range(5):
|
|
||||||
start = time.perf_counter()
|
|
||||||
for name in search_names:
|
|
||||||
ll_find(head, name)
|
|
||||||
times.append(time.perf_counter() - start)
|
|
||||||
results.append(["LinkedList", "shuffled", "search", sum(times) / 5] + times)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Удаление 50 записей
|
|
||||||
delete_names = [f"User_{i:05d}" for i in random.sample(range(N), 50)]
|
|
||||||
times = []
|
|
||||||
for _ in range(5):
|
|
||||||
head_copy = None
|
|
||||||
for name, phone in records_shuffled:
|
|
||||||
head_copy = ll_insert(head_copy, name, phone)
|
|
||||||
start = time.perf_counter()
|
|
||||||
for name in delete_names:
|
|
||||||
head_copy = ll_delete(head_copy, name)
|
|
||||||
times.append(time.perf_counter() - start)
|
|
||||||
results.append(["LinkedList", "shuffled", "delete", sum(times) / 5] + times)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def test_hash_table(records_shuffled, records_sorted, results):
|
|
||||||
N = len(records_shuffled)
|
|
||||||
bucket_count = 1000
|
|
||||||
|
|
||||||
# Вставка shuffled
|
|
||||||
times = []
|
|
||||||
for _ in range(5):
|
|
||||||
buckets = ht_create(bucket_count)
|
|
||||||
start = time.perf_counter()
|
|
||||||
for name, phone in records_shuffled:
|
|
||||||
ht_insert(buckets, name, phone)
|
|
||||||
times.append(time.perf_counter() - start)
|
|
||||||
results.append(["HashTable", "shuffled", "insert", sum(times) / 5] + times)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Вставка sorted
|
|
||||||
times = []
|
|
||||||
for _ in range(5):
|
|
||||||
buckets = ht_create(bucket_count)
|
|
||||||
start = time.perf_counter()
|
|
||||||
for name, phone in records_sorted:
|
|
||||||
ht_insert(buckets, name, phone)
|
|
||||||
times.append(time.perf_counter() - start)
|
|
||||||
results.append(["HashTable", "sorted", "insert", sum(times) / 5] + times)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Подготовка
|
|
||||||
buckets = ht_create(bucket_count)
|
|
||||||
for name, phone in records_shuffled:
|
|
||||||
ht_insert(buckets, name, phone)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Поиск
|
|
||||||
existing = [f"User_{i:05d}" for i in random.sample(range(N), 100)]
|
|
||||||
nonexisting = [f"None_{i}" for i in range(10)]
|
|
||||||
search_names = existing + nonexisting
|
|
||||||
|
|
||||||
times = []
|
|
||||||
for _ in range(5):
|
|
||||||
start = time.perf_counter()
|
|
||||||
for name in search_names:
|
|
||||||
ht_find(buckets, name)
|
|
||||||
times.append(time.perf_counter() - start)
|
|
||||||
results.append(["HashTable", "shuffled", "search", sum(times) / 5] + times)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Удаление
|
|
||||||
delete_names = [f"User_{i:05d}" for i in random.sample(range(N), 50)]
|
|
||||||
times = []
|
|
||||||
for _ in range(5):
|
|
||||||
buckets_copy = ht_create(bucket_count)
|
|
||||||
for name, phone in records_shuffled:
|
|
||||||
ht_insert(buckets_copy, name, phone)
|
|
||||||
start = time.perf_counter()
|
|
||||||
for name in delete_names:
|
|
||||||
ht_delete(buckets_copy, name)
|
|
||||||
times.append(time.perf_counter() - start)
|
|
||||||
results.append(["HashTable", "shuffled", "delete", sum(times) / 5] + times)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def test_bst(records_shuffled, records_sorted, results):
|
|
||||||
N = len(records_shuffled)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Вставка shuffled
|
|
||||||
times = []
|
|
||||||
for _ in range(5):
|
|
||||||
root = None
|
|
||||||
start = time.perf_counter()
|
|
||||||
for name, phone in records_shuffled:
|
|
||||||
root = bst_insert(root, name, phone)
|
|
||||||
times.append(time.perf_counter() - start)
|
|
||||||
results.append(["BST", "shuffled", "insert", sum(times) / 5] + times)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Вставка sorted (деградация в список)
|
|
||||||
times = []
|
|
||||||
for _ in range(5):
|
|
||||||
root = None
|
|
||||||
start = time.perf_counter()
|
|
||||||
for name, phone in records_sorted:
|
|
||||||
root = bst_insert(root, name, phone)
|
|
||||||
times.append(time.perf_counter() - start)
|
|
||||||
results.append(["BST", "sorted", "insert", sum(times) / 5] + times)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Подготовка
|
|
||||||
root = None
|
|
||||||
for name, phone in records_shuffled:
|
|
||||||
root = bst_insert(root, name, phone)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Поиск
|
|
||||||
existing = [f"User_{i:05d}" for i in random.sample(range(N), 100)]
|
|
||||||
nonexisting = [f"None_{i}" for i in range(10)]
|
|
||||||
search_names = existing + nonexisting
|
|
||||||
|
|
||||||
times = []
|
|
||||||
for _ in range(5):
|
|
||||||
start = time.perf_counter()
|
|
||||||
for name in search_names:
|
|
||||||
bst_find(root, name)
|
|
||||||
times.append(time.perf_counter() - start)
|
|
||||||
results.append(["BST", "shuffled", "search", sum(times) / 5] + times)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Удаление
|
|
||||||
delete_names = [f"User_{i:05d}" for i in random.sample(range(N), 50)]
|
|
||||||
times = []
|
|
||||||
for _ in range(5):
|
|
||||||
root_copy = None
|
|
||||||
for name, phone in records_shuffled:
|
|
||||||
root_copy = bst_insert(root_copy, name, phone)
|
|
||||||
start = time.perf_counter()
|
|
||||||
for name in delete_names:
|
|
||||||
root_copy = bst_delete(root_copy, name)
|
|
||||||
times.append(time.perf_counter() - start)
|
|
||||||
results.append(["BST", "shuffled", "delete", sum(times) / 5] + times)
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
def save_results(results, filename="docs/data/results.csv"):
|
|
||||||
import os
|
|
||||||
os.makedirs("docs/data", exist_ok=True)
|
|
||||||
|
|
||||||
with open(filename, "w", newline="", encoding="utf-8") as f:
|
|
||||||
writer = csv.writer(f)
|
|
||||||
writer.writerow(["Structure", "Mode", "Operation", "AvgSec", "Run1", "Run2", "Run3", "Run4", "Run5"])
|
|
||||||
for row in results:
|
|
||||||
writer.writerow(row)
|
|
||||||
print(f"Результаты сохранены в {filename}")
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
# ============================================================
|
|
||||||
# 9. MAIN
|
|
||||||
# ============================================================
|
|
||||||
|
|
||||||
def main():
|
|
||||||
print("Генерация тестовых данных (N=5000 для скорости)...")
|
|
||||||
shuffled, sorted_records = generate_records(5000)
|
|
||||||
|
|
||||||
results = []
|
|
||||||
|
|
||||||
print("Тестирование LinkedList...")
|
|
||||||
test_linked_list(shuffled, sorted_records, results)
|
|
||||||
|
|
||||||
print("Тестирование HashTable...")
|
|
||||||
test_hash_table(shuffled, sorted_records, results)
|
|
||||||
|
|
||||||
print("Тестирование BST...")
|
|
||||||
test_bst(shuffled, sorted_records, results)
|
|
||||||
|
|
||||||
save_results(results)
|
|
||||||
|
|
||||||
print("\nГотово! Файл results.csv создан.")
|
|
||||||
print("Можешь построить графики в Excel или Google Sheets.")
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
if __name__ == "__main__":
|
|
||||||
main()
|
|
||||||
0
nikitovie/425.txt
Normal file
0
nikitovie/425.txt
Normal file
6
osipovamd/428.md
Normal file
6
osipovamd/428.md
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,6 @@
|
||||||
|
{\rtf1\ansi\ansicpg1251\cocoartf2869
|
||||||
|
\cocoatextscaling0\cocoaplatform0{\fonttbl}
|
||||||
|
{\colortbl;\red255\green255\blue255;}
|
||||||
|
{\*\expandedcolortbl;;}
|
||||||
|
\paperw11900\paperh16840\margl1440\margr1440\vieww11520\viewh8400\viewkind0
|
||||||
|
}
|
||||||
0
starikovta/426.md
Normal file
0
starikovta/426.md
Normal file
1
victorovaas/429
Normal file
1
victorovaas/429
Normal file
|
|
@ -0,0 +1 @@
|
||||||
|
<EFBFBD>¥¦¨¬ ¢כ¢®₪ ×®¬ ₪ ם×א (ECHO) ¢×«מח¥.
|
||||||
Loading…
Reference in New Issue
Block a user