Bài giảng Cấu trúc dữ liệu và giải thuật: Chương 2 - Trần Minh Thái (Trường Đại học Hồng Bàng )

Bài giảng "Cấu trúc dữ liệu và giải thuật - Chương 2: Giải thuật tìm kiếm" cung cấp cho người học các kiến thức: Nhu cầu tìm kiếm, sắp xếp dữ liệu trong một hệ thống thông tin, các giải thuật tìm kiếm nội, tìm kiếm tuyến tính, tìm kiếm nhị phân,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cấu trúc dữ liệu và giải thuật: Chương 2 - Trần Minh Thái (Trường Đại học Hồng Bàng ) Chương 2.1. Giải thuật tìm kiếmTrầnMinhTháiEmail:minhthai@huflit.edu.vnWebsite:www.minhthai.edu.vn 1Mục tiêu• 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/C++ 2Nhu 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 3Vấn đề tìm kiếm• Dựa vào một phần thông tin được gọi là khoá (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 4Đánh 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 các mẫu tin khác 5Phân loại• Tìm kiếm nội và tìm kiếm ngoại• 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 6Các giải thuật tìm kiếm• Có 2 giải thuật thường được áp dụng: tìm tuần tự và tìm nhị phân• Đặc tả: a1 • Tập a2 dữ liệua3 được a4 lưu trữa5 là dãy số a1, … a2, ... ,aN. an- aN 1 • Khai báo: int a[N]; • Khóa cần tìm: int x; 7Tìm tuần tự (Linear Search)Ý tưởng Lần lượt so sánh x với phần tử thứ nhất, thứ hai, ... của mảng acho đến khi gặp được phần tử cần tìm, hoặc hết mảng 8Tìm tuần tự• Minh họa tìm x =10 10 Đã tìm Chưa hết thấy mảng tại 7 5 12 41 10 32 13 9 15 3 vị trí 5• 1 họa Minh 2 tìm 3x =254 5 6 7 8 9 10 25 Đã hết Chưa hết mảng mảng 7 5 12 41 10 32 13 9 15 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9Giải thuậtBước 1: i=1;//bắtđầutừphầntửđầutiên củadãyBước 2: Sosánha[i]vớix,có2khảnăng:• a[i]=x:Tìmthấy.Dừng• a[i]!=x:SangBước3.Bước 3:• i=i+1;//xéttiếpphầntửkếtrongmảng• Nếui>N:Hếtmảng,khôngtìmthấy.Dừng Ngượclại:LặplạiBước2.10Nguyên tắc cài đặt hàm tìm kiếm• Nếu có xuất hiện phần tử có giá trị x thì trả về vị trí tìm được• Ngược lại thì trả về -1 11Cài đặtintLinearSearch(inta[],intN,intx){ inti=0; while((iVấn đềintLinearSearch(inta[],intN,intx){ Nếu có x thì không cần thiết inti=0; Có thể loại bỏ? while((iCải tiếnDùng lính canh giúp giảm bớt phép so sánh• Minh họa tìm x =10 10 7 5 12 41 10 32 13 9 15 3 10• 1 họa Minh 2 tìm3x = 25 4 5 6 7 8 9 10 11 25 7 5 12 41 10 32 13 9 15 3 25 25 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 14Cài đặtintLinearSearch2(inta[],intN,intx){ inti=0; a[N]=x;//thêmphầntửxsaumảng while(a[i]!=x) i++; if(i==N) return-1;//tìmhếtmảng else returni; //tìmthấyxtạivịtríi}Độ phức tạp tính toán cấp n: T(n)=O(n) ...