Cấu trúc liệu Giải thuật Cấu trúc liệu Giải thuật Đỗ Bích Diệp diepdb@it-hut.edu.vn Bộ mơn Hệ thống thông tin- Khoa Công nghệ thông tin Trường Đại học Bách Khoa Hà nội Thông tin chung { Giờ học z z z { Tiết 10-11 (14h50 – 16h30), thứ 5, tuần 26-40 Tiết 11-12 (15h45-17h20), thứ 6, tuần 26-40 Địa điểm: D9-301 Giáo viên Đỗ Bích Diệp Bộ mơn Hệ thống thơng tin- Khoa CNTT- Phịng 325 nhà C1 z Email: diepdb@it-hut.edu.vn z Giờ tiếp sinh viên: 14h-16h thứ 2, thứ hàng tuần z Đỗ Bích Diệp - Khoa CNTT- ĐHBKHN Cấu trúc liệu Giải thuật Tổng quan môn học { Mục tiêu môn học: z z z z { Sử dụng cài đặt cấu trúc liệu thao tác cấu trúc liệu sử dụng ngơn ngữ lập trình cụ thể Sử dụng cài đặt thuật toán xếp, tìm kiếm thuật tốn đồ thị Phân tích độ phức tạp thuật toán cài đặt Nắm kỹ thuật xây dựng thuật toán đệ qui, chia để trị Khối lượng: z z z Lý thuyết: 45 tiết Bài tập: 15 tiết (Bài tập lớn) Bài tập lớn môn học: lập trình, viết báo cáo, trình bày Nội dung mơn học { { { { { Thuật toán độ phức tạp thuật toán Thuật toán đệ qui Các thuật tốn xếp Các thuật tốn tìm kiếm Các cấu trúc liêu: z z z z Mảng danh sách Ngăn xếp, hàng đợi Cây Đồ thị Đỗ Bích Diệp - Khoa CNTT- ĐHBKHN Cấu trúc liệu Giải thuật Cách tiến hành { Bài giảng z z { Bài tập z z { Sử dụng slides Sinh viên tự ghi chép Sinh viên làm nhà lớp Sinh viên yêu cầu lên bảng chữa nộp làm Thảo luận Tài liệu tham khảo { Sách giáo trình: z z { Cấu trúc liệu giải thuật – Đỗ Xuân Lôi – 2007 Mastering Algorithms with C O’Reilly, 1999 Tài liệu tham khảo z z z z Introduction to Algorithms – T.H.Cormen, C.E.Leiserson, R.L.Rivest, C Stein- Second editionMIT Press, 2001 (có dịch tiếng Việt) Data structure and Algorithms in C++ – M.T.Goodric, R.Tamassia, Wiley , 2003 MIT Open Courseware: http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Electrical-Engineeringand-Computer-Science/6-046JFall2005/CourseHome/index.htm http://www.vocw.edu.vn/content/col10018/lat est/ Đỗ Bích Diệp - Khoa CNTT- ĐHBKHN Cấu trúc liệu Giải thuật Đánh giá mơn học { Điểm q trình: trọng số 0.3 z { Thi cuối kỳ z { Kiểm tra kỳ: { Kiểm tra viết lên lớp Kiểm tra viết theo lịch thi chung Bài tập lớn: Điểm cộng vào điểm thi cuối kỳ, tối đa điểm Viết chương trình { Viết báo cáo { Trình bày { Bài tập lớn mơn học { Tìm hiểu cài đặt số thuật toán giáo trình z { Lập trình số ứng dụng cụ thể sử dụng cấu trúc liệu học z { Thực theo nhóm sinh viên Thực theo nhóm sinh viên Sinh viên tự đề xuất đề tài Đỗ Bích Diệp - Khoa CNTT- ĐHBKHN Cấu trúc liệu Giải thuật Cách thực tập lớn { Thành lập nhóm đề tài z z { Thực đề tài z z z z { Tập hợp nhóm Xác định đề tài Phân tích tốn Viết chương trình Viết báo cáo Họp nhóm định kỳ → biên họp nhóm Báo cáo kết z z Nộp chương trình, báo cáo Trình bày kết thực demo với giáo viên Kế hoạch học tập dự kiến Tuần Nội dung Các kiến thức zThuật toán độ phức tạp 21/08/08 zKý Bài tập lớn Giới thiệu hiệu tiệm cận Thuật toán đệ qui 28/08/08 Thiết lập nhóm Các cấu trúc liệu (I) zMảng danh sách 04/09/08 Xác định đề tài Các cấu trúc liệu (II) zNgăn xếp hàng đợi 11/09/08 Bài tập Xác định đề tài Cây (I) 18/09/08 Bắt đầu Cây (II) 25/09/08 Bài tập 2/10/08 Sắp xếp (I) Đỗ Bích Diệp - Khoa CNTT- ĐHBKHN Cấu trúc liệu Giải thuật Kế hoạch học tập (dự kiến) Tuần 9/10/08 Nội dung Kiểm tra kỳ 16/10/08 Sắp xếp (II) Bài tập 10 23/10/08 Tìm kiếm(I) 11 30/10/08 Tìm kiếm (II) Bài tập 12 6/11/08 13 13/11/08 Đồ án Đồ thị (I) Đồ thị (II) Tổng kết – Ơn tập 14, 15 20-27/11/08 Đỗ Bích Diệp - Khoa CNTT- ĐHBKHN Nộp tập Bảo vệ Bài tập lớn Cấu trúc liệu Giải thuật Cấu trúc liệu Giải thuật Chương I: Các kiến thức Các kiến thức Nội dung Các khái niệm Giải thuật Cấu trúc liệu Phân tích giải thuật Giả ngôn ngữ Thời gian thực giải thuật Đánh giá độ phức tạp sử dụng tiệm cận Đỗ Bích Diệp - Khoa CNTT- ĐHBKHN Cấu trúc liệu Giải thuật Giải thuật – Một thủ tục bao gồm dãy hữu hạn bước cần thực để thu đầu cho đầu vào cho trước toán Giải thuật z Đặc trưng giải thuật – – – – – Đầu vào Đầu Tính hữu hạn Tính hiệu Tính xác định Đỗ Bích Diệp - Khoa CNTT- ĐHBKHN Cấu trúc liệu Giải thuật Giải thuật Chương trình Chương trình thể Giải thuật ngơn ngữ lập trình Cấu trúc liệu z Kiểu liệu trừu tượng (Abstract Data Type) – Là mơ hình tốn học phép tốn thực mơ hình tốn học – Ví dụ: ADT List z z Dữ liệu: Các nút Các phép toán: – – – – Bổ sung nút Loại bỏ nút Tìm kiếm nút có giá trị cho trước … Đỗ Bích Diệp - Khoa CNTT- ĐHBKHN Cấu trúc liệu Giải thuật Cấu trúc liệu z Cấu trúc liệu – – – – Sử dụng để biểu diễn mô hình tốn học ADT Việc cài đặt kiểu liệu trừu tượng đòi hỏi phải chọn cấu trúc liệu để biểu diễn Liên quan đến cách thức tổ chức truy nhập phần tử liệu Ví dụ: ADT List z z Cài đặt sử dụng cấu trúc mảng đơn giản Cài đặt sử dụng cấu trúc trỏ Xây dựng chương trình giải toán – Lời giải toán bao gồm z z – Cấu trúc liệu Thuật toán Xây dựng chương trình giải tốn z z Tương tự vòng đời phần mềm Gồm bước Thu thập yêu cầu: Hiểu rõ đầu vào kết đầu Thiết kế : Xây dựng giải thuật, bỏ qua chi tiết cách thức cài đặt liệu hay phương thức, tập trung vào bước xử lý – Phân tích : Tìm, so sánh với giải thuật khác – Cài đặt: Xây dựng chương trình, quan tâm đến cách thức tổ chức, biểu diễn cài đặt phương thức – Kiểm thử : Bao gồm chứng minh tính đắn chương trình, kiểm thử trường hợp , tìm, sửa lỗi – – Đỗ Bích Diệp - Khoa CNTT- ĐHBKHN Cấu trúc liệu Giải thuật – Bài tập chương else if q NULL then L = p; else write(‘Danh sach co nút’ ); Call Dispose (q); return Chèn danh sách trỏ P vào sau nút trỏ M danh sách Tách danh sách thành danh sách con, nút đầu danh sách nút trỏ M Procedure TACH(L,M) p= L; while NEXT(p) M p= NEXT(p) ; NEXT(p) = NULL; Đảo ngược danh sách cho (danh sách trỏ L’) Procedure DAO(L); r= L; q= null; While r NULL Do Begin p= q; q= r ; r= NEXT(r); NEXT(q) : = p; End; l’ = q; END 3.1 Function Ack(m,n) Input: m, n hai số nguyên không âm Begin {Trường hợp sở 1} if (m==0) return n+1; else if (m>=1) if (n==0) return Ack(m-1, 1); else return Ack(m-1, Ack(m,n-1)); End 3.2 Function USCLN (p,q) Input : p, q hai số nguyên dương, p > q Begin If (p mod q = 0) Return q ; Else Return (USCLN(q, p mod q)); End 3.3 Function C (n,k) Input: n, k số nguyên không âm , k