반응형

기본 정렬 알고리즘 세 가지(퀵, 머지, 힙)를 파이게임으로 시각화 해 보자.

 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
import os
import random
os.environ['PYGAME_HIDE_SUPPORT_PROMPT'= '1'
import pygame
from math import ceil, floor
 
pygame.init()
pygame.display.set_caption("Sorting Visualization")
screensize = (640580)
screen = pygame.display.set_mode(screensize)
clock = pygame.time.Clock()
framerate = 10
running = True
 
font = pygame.font.Font(None30)
text = font.render("Sorting Visualization\n\n" +
                   "*q: Quick Sorting [ O(nlogn) ]\n" +
                   "*m: Merge Sorting [ O(nlogn) ]\n" +
                   "*h: Heap Sorting [ O(nlogn) ]\n" +
                   "\n*g: Random Data Generation"True"gray")
text_pos = text.get_rect()
text_pos.center = (screen.get_width()/2, text_pos.height/2)
 
data_size = 64
data = list()
data_color = list()
 
def DataGenerator():
    global data
    global data_color
    
    data = [random.randint(10400for i in range(data_size)]
    data_color = [(random.randint(0255), random.randint(0255), random.randint(0255))
                  for i in range(data_size)]
    
DataGenerator()
 
def Visualize():
    screen.fill("black")
    screen.blit(text, text_pos)
    for i in range(data_size):
        pygame.draw.rect(screen, data_color[i], (i*10, screensize[1]-data[i], 10, data[i]))
    pygame.display.flip()
    clock.tick(framerate)
 
def Finalize():
    screen.fill("white")
    pygame.display.flip()
    clock.tick(framerate)
 
def EventHandler():
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_ESCAPE:
            return -1
        elif event.type == pygame.QUIT:
            exit()
 
def QuickSort(start, end):
    if start >= end:
        return
    pivot = start
    left = start + 1
    right = end
    
    while left <= right:
        if EventHandler() == -1:
            return
        
        while left <= end and data[left] <= data[pivot]:
            left += 1
        while right > start and data[right] >= data[pivot]:
            right -= 1            
        if left > right:
            data[right], data[pivot] = data[pivot], data[right]
            data_color[right], data_color[pivot] = data_color[pivot], data_color[right]
        else:
            data[left], data[right] = data[right], data[left]
            data_color[left], data_color[right] = data_color[right], data_color[left]
            
        Visualize()
            
    QuickSort(start, right-1)
    QuickSort(right+1, end)
 
def MergeSort_1(data_list, color_list):
    if len(data_list) < 2:        
        return data_list, color_list
    
    mid = len(data_list) // 2
    low_data_list, low_color_list = MergeSort_1(data_list[:mid], color_list[:mid])
    high_data_list, high_color_list = MergeSort_1(data_list[mid:], color_list[mid:])
    
    merged_data_list = list()
    merged_color_list = list()
    l = h = 0
    while l < len(low_data_list) and h < len(high_data_list):
        if low_data_list[l] < high_data_list[h]:
            merged_data_list.append(low_data_list[l])
            merged_color_list.append(low_color_list[l])
            l += 1
        else:
            merged_data_list.append(high_data_list[h])
            merged_color_list.append(high_color_list[h])
            h += 1
            
    merged_data_list += low_data_list[l:]
    merged_color_list += low_color_list[l:]
    
    merged_data_list += high_data_list[h:]
    merged_color_list += high_color_list[h:]
    
    return merged_data_list, merged_color_list
 
def MergeSort_2():
    def sort(low, high):
        if EventHandler() == -1:
            return
        
        if high - low < 2:
            return
        
        mid = (low + high) // 2
        sort(low, mid)
        sort(mid, high)
        merge(low, mid, high)
 
    def merge(low, mid, high):
        data_temp = list()
        color_temp = list()
        l, h = low, mid
        
        while l < mid and h < high:
            if data[l] < data[h]:
                data_temp.append(data[l])
                color_temp.append(data_color[l])
                l += 1
            else:
                data_temp.append(data[h])
                color_temp.append(data_color[h])
                h += 1
                
        while l < mid:
            data_temp.append(data[l])
            color_temp.append(data_color[l])
            l += 1
            
        while h < high:
            data_temp.append(data[h])
            color_temp.append(data_color[h])
            h += 1
            
        for i in range(low, high):
            data[i] = data_temp[i - low]
            data_color[i] = color_temp[i - low]
            
            Visualize()            
 
    sort(0, data_size)
 
def HeapSort():
    for i in range(len(data)):
        par = ceil(i/2- 1
        while par >= 0 and data[par] < data[i]:
            data[par], data[i] = data[i], data[par]
            data_color[par], data_color[i] = data_color[i], data_color[par]
            i = par
            par = floor((i-1)/2)
 
    for i in range(len(data)-10-1):
        data[0], data[i] = data[i], data[0]
        data_color[0], data_color[i] = data_color[i], data_color[0]
 
        cur = 0
        lch = 1
        rch = 2
        
        while True:
            if EventHandler() == -1:
                return
        
            if rch < i and data[lch] < data[rch]:
                lch = rch
                
            if lch < i and data[lch] > data[cur]:
                data[lch], data[cur] = data[cur], data[lch]
                data_color[lch], data_color[cur] = data_color[cur], data_color[lch]
                
                Visualize()
                
                cur = lch
                lch = cur * 2 + 1
                rch = cur * 2 + 2
            else:
                lch = i # break와 같은 효과
                
            if not lch < i:
                break
            
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
        elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_ESCAPE:
            running = False
        elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_q:
            QuickSort(0, data_size - 1)
            Finalize()
        elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_m:
            MergeSort_2()
            Finalize()
        elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_n:
            data, data_color = MergeSort_1(data, data_color)
            Finalize()
        elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_h:
            HeapSort()
            Finalize()
        elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_g:
            DataGenerator()
            
   Visualize()
 

 

코드를 작성하고 실행한다.

 

 

※ 참고

2024.03.09 - [Python] - [Pygame] Sorting Algorithms in Python 파이썬 정렬 알고리즘 1

 

알고리즘_05_강의록.pdf
3.91MB
알고리즘_04_강의록.pdf
1.86MB

 

 

 

반응형
Posted by J-sean
: