Bài giảng cấu trúc dữ liệu và giải thuật 12

Tài liệu tham khảo • Dr Dobb's Algorithms and Data Structures, 1999 • A.V Aho, J.E Hopcroft, J.D Ullman Data structures and Algorithms, Addison Wesley, 1983 • P S Deshpande, O G Kakde C & Data Structures, 2004 • R.F.Gilberg & B.A.Forouzan, “Data structures: A Pseudocode Approach with C++”, Brooks/Cole, 2001 • Trần Hạnh Nhi, Dương Anh Đức, “Giáo trình cấu trúc liệu giải thuật”, ĐH quốc gia Tp.HCM • Nguyễn Trung Trực, “Cấu trúc liệu”, ĐH bách khoa Tp.HCM • Nguyễn Hồng Chương, “Cấu trúc liệu - Ứng dụng cài đặt C”, Nhà xuất Tp.HCM Vai trò CTDL {1} • Một toán bao gồm:  Các đối tượng liệu  Các yêu cầu xử lý • Hai vấn đề cần quan tâm: – Tổ chức biểu diễn đối tượng: tổ chức xây dựng cấu trúc thích hợp cho:  Phản ánh xác liệu thực tế  Dễ dàng dùng máy tính để xử lý Xây dựng cấu trúc liệu cho toán – Xây dựng thao tác xử lý liệu:  Tìm giải thuật tương ứng kết mong muốn Xây dựng giải thuật cho tốn • Khi giải tốn máy tính, thường trọng đến việc xây dựng giải thuật mà quên tầm quan trọng việc tổ chức liệu tốn • Giải thuật phản ánh phép xử lý, đối tượng xử lý giải thuật lại liệu Vai trị CTDL {2} • Chính liệu chứa đựng thông tin cần thiết để thực giải thuật CTDL đóng vai trị quan trọng việc kết hợp đưa cách giải tốn • Để xác định giải thuật phù hợp cần phải biết tác động đến loại liệu chọn lựa CTDL cần phải hiểu rõ thao tác tác động đến CTDL hỗ trợ cho giải thuật thao tác đối tượng hiệu • Giải thuật CTDL có mối quan hệ chặt chẽ với qua công thức: Cấu trúc liệu + Giải thuật = Chương trình Các tiêu chuẩn đánh giá CTDL • • • • • Phản ánh thực tế Biểu diễn đầy đủ thông tin Phù hợp với thao tác Phù hợp với điều kiện cho phép ngơn ngữ lập trình Tiết kiệm tài ngun hệ thống Độ phức tạp giải thuật {1} • Hầu hết tốn có nhiều thuật tốn khác để giải chúng • Làm để chọn cài đặt tốt nhất? • Khi nói đến hiệu qủa thuật tốn, người ta thường quan tâm đến chi phí cần dùng để thực • Chi phí thể qua việc sử dụng tài nguyên nhớ, thời gian sử dụng CPU, … • Có thể đánh giá thuật tốn phương pháp thực nghiệm thông qua việc cài đặt thuật toán chọn liệu thử nghiệm Độ phức tạp giải thuật {2} • Phương pháp thực nghiệm có số nhược điểm sau: – Do phải cài đặt ngơn ngữ lập trình cụ thể nên thuật toán chịu hạn chế ngữ lập trình – Hiệu thuật tốn bị ảnh hưởng trình độ người cài đặt – Việc chọn liệu thử đặc trưng cho tất tập liệu vào thuật tốn khó khăn tốn nhiều chi phí – Các số liệu thu nhận phụ thuộc nhiều vào phần cứng mà thuật toán thử nghiệm Điều khiến cho việc so sánh thuật tốn khó khăn chúng thử nghiệm nơi khác • Tìm kiếm phương pháp đánh giá thuật tốn hình thức hơn, phụ thuộc môi trường phần cứng Phương pháp đánh giá thuật toán theo hướng xấp xỉ tiệm cận qua khái niệm toán học O(), o() Các bước phân tích thuật tốn (1) Xác định đặc trưng liệu dùng làm liệu nhập thuật tốn định phân tích thích hợp (2) Nhận thao tác trừu tượng thuật tốn để tách biệt phân tích với cài đặt (3) Sự phân tích mặt tốn học, với mục đích tìm giá trị trung bình trường hợp xấu cho đại lượng Sự phân lớp thuật tốn • Hầu hết thuật tốn có tham số n, thơng thường số lượng phần tử liệu xử lý mà ảnh hưởng nhiều tới thời gian chạy • Hầu hết tất thuật tốn có thời gian chạy tiệm cận tới hàm sau:        Hằng số n Logn nLogn n2 n3 2n • Một tiếp cận việc nghiên cứu tính thuật toán khảo sát trường hợp trung bình  Tính tốn thời gian thực trung bình thị tính thời gian chạy trung bình chương trình cách nhân tần số sử dụng thị với thời gian cần cho thị đó, sau cộng tất chúng với Q&A 10 o ST1 13/11/2020 Nhập môn CTDL Thuật tốn 142 o ST2 13/11/2020 Nhập mơn CTDL Thuật toán 143 n: y 01 y 01 13/11/2020 a ST1 a ST2 Nhập môn CTDL Thuật toán o QUE o QUE 144 o ST1 13/11/2020 Nhập mơn CTDL Thuật tốn 145 o QUE 13/11/2020 Nhập mơn CTDL Thuật tốn 146 o QUE 13/11/2020 Nhập mơn CTDL Thuật tốn 147 o QUE 13/11/2020 Nhập mơn CTDL Thuật tốn 148 o QUE 13/11/2020 Nhập mơn CTDL Thuật tốn 149 13/11/2020 Nhập mơn CTDL Thuật toán 150 Đa thức Biểu diễn mảng A[i] chứa hệ số xi-1 : + 2x + 3x2 + 8x + x2 13/11/2020 ( ) ( ) ( ) Nhập mơn CTDL Thuật tốn 151 + 3x2001 ( 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ………………………………………………………………………… 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 13/11/2020 ) Nhập môn CTDL Thuật toán 152 Biểu diễn danh sách liên kết + 3x2001 ( 13/11/2020 ) 2001 Nhập mơn CTDL Thuật tốn 153 Phép cộng? Complexity? 15+10x50+3x1200 p 15 10 50 1200 5+30x50+4x100 q 13/11/2020 30 50 Nhập mơn CTDL Thuật tốn 100 154 Cộng đa thức • Độ phức tạp: O(n+m) 15+10x50+3x1200 p 15 10 50 1200 5+30x50+4x100 q 30 50 100 r 20 13/11/2020 40 50 100 Nhập mơn CTDL Thuật tốn 1200 155 Ma trận 18 33 0 0 0 0 0 0 0 0 0 99 0 0 0 0 0 0 27 13/11/2020 Nhập mơn CTDL Thuật tốn 156 ... dựng cấu trúc liệu cho toán – Xây dựng thao tác xử lý liệu:  Tìm giải thuật tương ứng kết mong muốn Xây dựng giải thuật cho tốn • Khi giải tốn máy tính, thường trọng đến việc xây dựng giải thuật. .. trữ, thuật tốn tìm kiếm xếp xây dựng cho cấu trúc lưu trữ nhớ phụ có đặc thù khác • Các thuật tốn xếp tìm kiếm liệu lưu trữ nhớ - gọi giải thuật tìm kiếm xếp nội 12 Các giải thuật tìm kiếm • Bài. .. trọng việc tổ chức liệu tốn • Giải thuật phản ánh phép xử lý, đối tượng xử lý giải thuật lại liệu Vai trò CTDL {2} • Chính liệu chứa đựng thơng tin cần thiết để thực giải thuật CTDL đóng vai