Bài giảng Cấu trúc dữ liệu và giải thuật: Chương 2.1 - Trần Minh Thái (2016)

Chia sẻ: Bình Yên | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

45
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cấu trúc dữ liệu và giải thuật - Chương 2: Giải thuật tìm kiếm" cung cấp các kiến thức giúp người học có thể: 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 kiếm tuyến tính và tìm kiếm nhị phân trên mảng một chiều, cài đặt được giải thuật tìm kiếm bằng ngôn ngữ C#.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cấu trúc dữ liệu và giải thuật: Chương 2.1 - Trần Minh Thái (2016)

Chương 2.1. Giải thuật tìm kiếm Trần Minh Thái Email: minhthai@huflit.edu.vn Website: www.minhthai.edu.vn 1
Mục 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 kiếm tuyến tính và tìm kiếm nhị phân trên mảng một chiều • Cài đặt được giải thuật tìm kiếm bằng ngôn ngữ C# 2
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 3
Vấn 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 4
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 các mẫu tin khác 5
Phân 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 6
Các giải thuật tìm kiếm trên dãy • 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 = new int[N]; • Khóa cần tìm: int x; 7
Tìm kiếm 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 cần tìm, hoặc hết mảng 8
Tìm kiếm 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 9
Giải thuật Bước 1: i = 1; // bắt đầu từ phần tử đầu tiên của dãy Bước 2: So sánh a[i] với x, có 2 khả năng: • a[i] = x : Tìm thấy. Dừng • a[i] != x : Sang Bước 3. Bước 3: • i = i+1; // xét tiếp phần tử kế trong mảng • Nếu i >N: Hết mảng, không tìm thấy. Dừng Ngược lại: Lặp lại Bước 2. 10
Nguyên 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 11
Cài đặt int LinearSearch(int []a, int N, int x) { int i=0; while ((i
Bài tập 1 Thiết kế và định nghĩa lớp CMyIntArray chứa mảng số nguyên. Gồm các phương thức phát sinh, xuất, tìm kiếm tuần tự và cho biết số lần so sánh (code C#) 13
Cải tiến Dùng 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 14
Cài đặt int LinearSearch2(int []a,int N,int x) { int i=0; a[N] = x; // thêm phần tử x sau mảng while (a[i]!=x ) i++; if (i==N) return -1; // tìm hết mảng else return i; // tìm thấy x tại vị trí i } Độ phức tạp tính toán cấp n: T(n)=O(n) 15
Bài tập 2 Bổ sung phương thức tìm tuần tự cải tiến vào lớp CMyIntArray. Tiến hành so sánh (về số lần so sánh) của 2 phương pháp tìm kiếm vừa được đề cập 16
Q&A 17
Tìm kiếm nhị phân (Binary Search) Ý tưởng • Áp dụng đối với dãy số đã có thứ tự • Mỗi bước tiến hành so sánh x với phần tử ở giữa của dãy hiện hành để quyết định phạm vi tìm kế tiếp 18
Minh họa tìm x = 41 x x x 3 14 16 19 22 41 46 51 63 71 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tìm thấy x tại vị trí 6 l m m r m 19
Minh họa tìm x = 45 x x x x 3 14 16 19 22 41 46 51 63 71 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 l m m r l > r: Kết thúc: Không tìm thấy m m 20