Bài giảng Cấu trúc dữ liệu và giải thuật: Chương 2.1 – Trần Minh Thái (2017)

Bài giảng Cấu trúc dữ liệu và giải thuật - Chương 2.1: Giải thuật tìm kiếm giúp người học xác định được vai trò của tìm kiếm và sắp xếp trong hệ thống thông tin, nắm vững và minh họa được giải thuật tìm tuần tự và tìm kiếm nhị phân trên mảng một chiều, cài đặt được giải thuật tìm kiếm bằng ngôn ngữ C.

Chương 2.1 Giải thuật

tìm kiếm

Trần Minh Thái

Email: minhthai@huflit.edu.vn

Website: www.minhthai.edu.vn

Cài đặt được giải thuật tìm kiếm bằng ngôn ngữ C

Nhu cầu tìm kiếm và sắp xếp

Tìm kiếm: Có trong hầu hết trong các hệ thống thông tin

Muốn tìm kiếm nhanh và hiệu quả  dữ liệu có thứ tự  sắp xếp

Vấn đề tìm kiếm

(key)  tìm một mẫu tin (record) chứa các

thông tin khác liên quan với khoá này

Có thể có nhiều mẫu tin hoặc không có mẫu tin nào chứa khoá cần tìm

Đánh giá giải thuật tìm kiếm

 Tìm kiếm thường là tác vụ tốn nhiều thời gian trong một chương trình

 Tổ chức cấu trúc dữ liệu và giải thuật cho việc tìm kiếm ảnh hưởng lớn đến hiệu suất hoạt động của chương trình

 Thông số đo chủ yếu là số lần so sánh khoá cần tìm với

Phân loại

Dữ liệu lưu trên thiết bị lưu trữ ngoài như đĩa hay băng từ: tìm kiếm ngoại

Dữ liệu được lưu trữ trên bộ nhớ chính: tìm kiếm nội

Các giải thuật tìm kiếm

 Có 2 giải thuật thường được áp dụng: tìm tuần tự và tìm nhị phân

Tìm tuần tự (Linear Search)

Ý tưởng

Lần lượt so sánh x với phần tử thứ nhất, thứ hai, của mảng a cho đến khi gặp được phần tử

Tìm tuần tự

Chưa hết mảng

Đã tìm thấy tại

vị trí 4

Đã hết mảng

Giải thuật

Bước 1:

  i = 0;         // bắt đầu từ phần tử đầu tiên của  dãy 

Nguyên tắc cài đặt hàm tìm kiếm

Hãy viết hàm tìm kiếm theo phương pháp tuần tự

 return i; //a[i] là phần tử có khoá x }

Nếu có x thì không cần thiết

Có thể loại bỏ?

10

return i;  // tìm thấy x tại vị trí i  } 

Độ phức tạp tính toán cấp n: T(n)=O(n)

Q & A

Tìm kiếm nhị phân (Binary Search)

Ý tưởng

Áp dụng đối với dãy số đã có thứ tự

giữa của dãy hiện hành để quyết định phạm

vi tìm kế tiếp

Giải thuật

Bước 1: left = 0; right = n-1; //tìm kiếm tất cả các phần tử Bước 2:

mid = (left+right)/2; // lấy mốc so sánh

So sánh a[mid] với x, có 3 khả năng :

Q & A

Code minh họa

#include <iostream.h>

#include<stdlib.h>

#include<time.h>

#define MAX 1000

void TaoMang(int a[], int n);

void XuatMang(int a[], int n);

int LinearSearch(int a[], int n, int x);

void TaoMang(int a[], int n)

int LinearSearch(int a[], int n, int x)

Bài tập áp dụng

Viết chương trình tự động phát sinh ra mảng có giá trị ngẫu nhiên có thứ tự tăng dần; nhập vào giá trị cần tìm x; in ra vị trí xuất hiện của x

(nếu  có)  và số lần so sánh với mỗi phương

pháp tìm kiếm: tuyến tính và nhị phân

Bài tập lý thuyết

Cho biết vị trí tìm thấy và số lần so sánh để tìm được phần tử có giá trị x = 6 khi áp dụng giải thuật tìm kiếm: tuyến tính và nhị phân

có giá trị nhỏ nhất trong dãy số: Dùng mã tự nhiên, mã giả và lưu đồ

Q & A