Có 2 loại bài toán tìm kiếm, đó là:1-Tìm kiếm dãy không sắp xếp tứ tự.
2-Tìm kiếm dãy đã sắp xếp thứ tự.
3-Tìm kiếm ngẫu nhiên.
Bài học trước cho em tháy việc tìm kiếm trên một dãy đã sắp xếp nhanh hơn với việc tìm kiếm tuần tự. Vì vậy bài toán tìm kiếm liên quan mật thiết đến bài toán sắp xếp. Bài toán sắp xếp cơ bản có dạng như sau:
Cho dãy A gồm n phần tử:
A[0], A[1], ….,A[n - 1] (1)
Cần sắp xếp dãy A theo thứ tự tăng dần:
A[0] ≤ A[1] ≤ ... ≤ A[n - 1]
(2)Em hãy trình bày ý tưởng của mình để giải bài toán sắp xếp với dãy có bốn phần tử.
Em có thể thực hiện như sau:
- Duyệt qua từng phần tử của dãy từ đầu đến cuối.
- So sánh hai phần tử liền kề, nếu phần tử sau lớn hơn phần tử trước thì hoán đổi chúng.
- Tiếp tục duyệt qua các phần tử còn lại cho đến khi không còn phần tử nào cần hoán đổi.
- Lặp lại quá trình trên cho đến khi toàn bộ dãy được sắp xếp.
Hoặc:
-Duyệt qua từng phần tử của dãy từ đầu đến cuối.
-Lưu giá trị của phần tử hiện tại vào biến tạm thời.
-So sánh phần tử hiện tại với các phần tử bên trái, nếu phần tử nào lớn hơn phần tử hiện tại thì dời chúng sang phải một vị trí.
-Chèn giá trị của phần tử hiện tại vào vị trí đúng sau khi dời các phần tử.
-Tăng vị trí phần tử hiện tại lên 1 và lặp lại quá trình trên cho đến khi toàn bộ dãy được sắp xếp.
Cho dãy số sau 10,2,5,12,20,6,8,15,18 A,sắp xếp dãy số sau theo thứ tự tăng dần B,hãy liệt kê các bước tìm kiếm số 15 trong dãy số đã sắp xếp theo thuật toán tìm kiếm nhị phân Giúp elm Vs ạ , mai em nộp r
Cho dãy số sau 10,2,5,12,20,6,8,15,18 A,sắp xếp dãy số sau theo thứ tự tăng dần B,hãy liệt kê các bước tìm kiếm số 15 trong dãy số đã sắp xếp theo thuật toán tìm kiếm nhị phân
Giúp elm Vs ạ , mai em nộp r
Cho dãy số sau 10,2,5,12,20,6,8,15,18 A,sắp xếp dãy số sau theo thứ tự tăng dần B,hãy liệt kê các bước tìm kiếm số 15 trong dãy số đã sắp xếp theo thuật toán tìm kiếm nhị phân
Giúp em Vs ạ , mai em nộp r
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
int main()
{
ll a[]={10,2,5,12,20,6,8,15,18}; //mảng đã cho
ll n=sizeof(a)/sizeof(a[0]); //độ dài mảng
sort(a,a+n); //sắp xếp mảng
//Thuật toán tìm kiếm nhị phân
ll l=0, r=n-1;
while(l<=r) {
ll mid=(l+r)/2; //Tìm phần tử giữa left và right
if(a[mid]<15) l=mid+1; //Vì từ đoạn [0,mid] thì phần tử nhỏ hơn 15 nên ta duyệt từ khoảng (mid,r]
else r=mid-1; //vì thấy nên rút r để thu hẹp phạm vi
}
cout << l+1; //in ra kq (vì bắt đầu từ 0 đến n-1 nên phải tăng thêm để ra vị trí đúng)
}
(Bạn có thể dựa vào code mình để rút ra các bước)
Chúc bạn học tốt!
Câu 26. Thuật toán tìm kiếm nhị phân là tìm kiếm bằng cách:
A. Chia dãy làm hai nửa, loại bỏ nửa dãy chắc chắn không chứa phần tử cần tìm, chỉ tìm kiếm trong nửa dãy còn lại.
B. Chọn phần tử lớn nhất trong dãy chưa sắp xếp còn lại và xếp vào đầu dãy đó
C. Tìm kiếm tuần tự đảm bảo không bỏ sót, cho đến khi tìm thấy hoặc hết dãy và không tìm thấy.
Theo em, với dãy đã sắp thứ tự và cho một số x cụ thể
a) Trường hợp nào tìm kiếm tuần tự nhanh hơn tìm kiếm nhị phân?
b) Về trung bình thuật toán tìm kiếm tuần tự hay thuật toán tìm kiếm nhị phân tốt hơn?
a. Ví dụ một bài toán tìm kiếm trong thực tế: Giáo viên muốn tìm tên bạn Chung trong danh sách lớp sau:
Các bước thực hiện thuật toán tìm kiếm nhị phân cho bài toán trên:
- Bước 1: Xét vị trí ở giữa dãy, đó là vị trí số 5
- Vì sau bước 2 đã tìm thấy tên học sinh nên thuật toán kết thúc.
b) Thuật toán tìm kiếm nhị phân
- Thuật toán tìm kiếm nhị phân thu hẹp được phạm vi tìm kiếm chỉ còn tối đa là một nửa sau mỗi lần lặp. Thuật toán chia bài toán thành những bài toán nhỏ hơn giúp tăng hiệu quả tìm kiếm.
Thuật toán tuần tự
- Mô tả thuật toán phải cụ thể, rõ ràng, đầy đủ, đầu vào là gì, đầu ra là gì và chỉ rõ sự kết thúc thuật toán.
- Cần mô tả thuật toán cho tốt thì người máy hay máy tính mới hiểu đúng và thực hiện được.
- Nếu không, kết quả thực hiện thuật toán có thể không như mong đợi.
Cho dãy các số A = [3, 1, 0, 10, 13, 16, 9, 7, 5, 11].
a) Viết chương trình mô tả thuật toán tìm kiếm phần tử C = 9 của dãy trên. Tính thời gian chính xác thực hiện công việc tìm kiếm này.
b) Giả sử dây A ở trên đã được sắp xếp theo thứ tự tăng dần: A= [0,1,3,5,7,9,10,11,13, 16]. Viết chương trình tìm kiếm nhị phân để tìm kiếm phân tử C = 9, đo thời gian thực hiện thuật toán. So sánh với kết quả 1ìm kiếm ở câu a.
a)
import time
def linear_search(arr, x):
"""
Tìm kiếm tuyến tính trong dãy arr để tìm giá trị x.
Trả về vị trí của x trong dãy nếu x được tìm thấy, -1 nếu không tìm thấy.
"""
n = len(arr)
for i in range(n):
if arr[i] == x:
return i
return -1
# Dãy số A
A = [3, 1, 0, 10, 13, 16, 9, 7, 5, 11]
# Phần tử cần tìm kiếm
C = 9
# Bắt đầu đo thời gian
start_time = time.perf_counter()
# Tìm kiếm phần tử C trong dãy A
result = linear_search(A, C)
# Kết thúc đo thời gian
end_time = time.perf_counter()
if result != -1:
print(f"Phần tử {C} được tìm thấy tại vị trí {result} trong dãy A.")
else:
print(f"Phần tử {C} không có trong dãy A.")
print(f"Thời gian thực hiện thuật toán: {end_time - start_time} giây.")
b)
import time
def binary_search(arr, x):
"""
Tìm kiếm nhị phân trong dãy arr để tìm giá trị x.
Trả về vị trí của x trong dãy nếu x được tìm thấy, -1 nếu không tìm thấy.
"""
left, right = 0, len(arr) - 1
while left <= right:
mid = (left + right) // 2
if arr[mid] == x:
return mid
elif arr[mid] < x:
left = mid + 1
else:
right = mid - 1
return -1
# Dãy số A đã được sắp xếp
A = [0, 1, 3, 5, 7, 9, 10, 11, 13, 16]
# Phần tử cần tìm kiếm
C = 9
# Bắt đầu đo thời gian
start_time = time.perf_counter()
# Tìm kiếm phần tử C trong dãy A bằng thuật toán tìm kiếm nhị phân
result = binary_search(A, C)
# Kết thúc đo thời gian
end_time = time.perf_counter()
if result != -1:
print(f"Phần tử {C} được tìm thấy tại vị trí {result} trong dãy A.")
else:
print(f"Phần tử {C} không có trong dãy A.")
print(f"Thời gian thực hiện thuật toán: {end_time - start_time} giây.")
-Thời gian thực hiện ở câu a là 8.99999,thời gian thực hiện ở câu b là 6,49999 giây.
cho 1 dãy 10 thẻ đc đánh lộn xộn như sau: 15, 7,21, 35, 30, 50, 46, 47 , 44, 1
a) sắp xếp các thẻ theo thứ tự tăng dần
b) áp dụng thuật toán tìm kiếm nhị phân tìm thẻ số 50 trong danh sách đã sắp xếp
Em đã biết thiết kế một số thuật toán và chương trình: tìm kiếm tuần tự, tìm kiếm nhị phân, sắp xếp chèn, sắp xếp chọn, sắp xếp nổi bọt. Tất cả các thiết kế chương trình đó có điểm nào chung?
Theo em, để thiết kế một thuật toán đúng giải một bái toàn cho trước cần trải qua các bước như thế nào? Nêu quan điểm của riêng em và trao đổi với các bạn.
- Các thuật toán và chương trình mà em đã biết đều là các thuật toán cơ bản trong lập trình và giải quyết các vấn đề thông thường. Các điểm chung của chúng bao gồm: Tính đơn giản, độ phức tạp thấp.
- Theo em, để thiết kế một thuật toán đúng giải một bái toàn cho trước cần trải qua các bước:
1. Xác định bài toán
2. Tìm cấu trúc dữ liệu biểu diễn thuật toán.
3. Tìm Thuật Toán.
4. Lập Trình (Programming)
5. Kiểm thử chương trình (Testing program)
6. Tối ưu chương trình (optimization program)