18、Prolog编程中的排序算法、数据结构与数值计算

Prolog编程中的排序算法、数据结构与数值计算

在Prolog编程中，排序算法、数据结构以及数值计算是非常重要的部分。下面将详细介绍不同排序算法的效率、归并排序、二叉树、树排序、自定义算术以及数值方程求解等内容。

1. 排序算法效率分析

对快速排序（Quicksort）和其他排序算法的性能进行了比较。当列表元素已经接近有序时，快速排序的性能会显著下降，这是由于其特定的分区策略（使用第一个元素作为基准）导致的。可以通过改变分区方式来纠正这一问题。

“改进”的快速排序和差列表快速排序并不比原始的快速排序明显更好，部分原因是Quintus Prolog对 append 操作的处理非常高效。而在早期版本的Arity Prolog中，原始快速排序和“改进”版本之间存在高达8倍的速度差异。这表明优化可能依赖于具体的实现。

以下是不同排序算法对不同长度和顺序列表进行排序所需的时间和内存：
| 算法 | 元素随机顺序 | 元素接近有序 | 元素接近逆序 |
| — | — | — | — |
| 内置排序谓词 | 10元素：0.95 ms (0.2 KB)
100元素：14.5 ms (3.6 KB)
1000元素：142 ms (35 KB) | 10元素：0.85 ms (0.2 KB)
100元素：8.34 ms (1.7 KB)
1000元素：58.3 ms (9.5 KB) | 10元素：0.85 ms (0.2 KB)
100元素：1.33 ms (14 KB)
1000元素：58.3 ms (11 KB) |
| 原始快速排序 |