Bài giảng Cấu trúc dữ liệu và giải thuật - Chương 1: Các khái niệm cơ bản về Cấu trúc dữ liệu và giải thuật

Bài giảng Cấu trúc dữ liệu và giải thuật - Chương 1: Các khái niệm cơ bản về Cấu trúc dữ liệu và giải thuật. Chương này có nội dung trình bày về: khái niệm, các vấn đề liên quan của cấu trúc dữ liệu và giải thuật; một số cấu trúc dữ liệu cơ bản; ngôn ngữ diễn đạt giải thuật; thiết kế và phân tích giải thuật;... Mời các bạn cùng tham khảo!

8/4/2020 BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ HP:CẤU TRÚC DỮ LIỆU VÀ GIẢI THUẬT Số TC: Bộ môn: Tin học Cấu trúc liệu giải thuật Giới thiệu học phần Số tín chỉ: (36,9) Mục tiêu: Cung cấp: ▪ Một số khái niệm giải thuật cấu trúc liệu; vai trò cấu trúc liệu giải thuật (CTDL GT) hệ thống thông tin (HTTT); Một số cấu trúc liệu bao gồm: Mảng (Array), Danh sách (List), Danh sách liên kết (Linked List), Ngăn xếp (Stack) Hàng đợi (Queue), Cây (Tree) Cấu trúc liệu giải thuật 8/4/2020 Giới thiệu học phần Nội dung chính: Chương 1: Các khái niệm CTDL & GT (6t) Chương 2: Mảng danh sách (12t) Chương 3: Cây (12t) Chương 4: Một số giải thuật xếp tìm kiếm (15t) Cấu trúc liệu giải thuật Tài liệu tham khảo ❖Đỗ Xuân Lôi, Cấu trúc liệu giải thuật, NXB ĐHQGHN, 2008 ❖Nguyễn ĐÌnh Hóa, Cấu trúc liệu giải thuật, 2008, NXB ĐHQGHN ❖Lê Minh Hoàng, Bài giảng chuyên đề ❖https://www.tutorialspoint.com/data_structures_algorit hms/ ❖https://www.ereading.club/bookreader.php/138793/Advanced_C.pdf Cấu trúc liệu giải thuật 8/4/2020 Chương Các khái niệm CTDL & GT 1.1 Cấu trúc liệu 1.2 Giải thuật Cấu trúc liệu giải thuật 1.1 Cấu trúc liệu (Data Structures) 1.1.1 Khái niệm chung 1.1.2 Các vấn đề liên quan 1.1.3 Một số cấu trúc liệu Cấu trúc liệu giải thuật 8/4/2020 1.1.1 Khái niệm chung ❖Mục tiêu tin học? ❖Dữ liệu gì? →Kiểu liệu ? (kiểu sở/ kiểu có cấu trúc phức tạp) ❖Khái niệm chung: CTDL cách thể tổ chức liệu máy tính cho sử dụng cách có hiệu ❖Khái niệm khác: CTDL liệu phức hợp, gồm nhiều thành phần liệu, thành phần liệu sở CTDL xây dựng Các thành phần liệu tạo nên CTDL liên kết với theo cách Cấu trúc liệu giải thuật 1.1.2 Các vấn đề liên quan Tầm quan trọng việc lựa chọn CTDL ▪ Tổ chức liệu : dl vào/ra/trung gian ▪ Xây dựng giải thuật →Các cách cài đặt khác →Thực thao tác thuận lợi/khơngthuận lợi →CTDL thay đổi → Thuật tốn thay đổi Cấu trúc liệu giải thuật 8/4/2020 1.1.2 Các vấn đề liên quan Các tiêu chuẩn lựa chọn CTDL ▪ CTDL phải biểu diễn đầy đủ thơng tin tốn (in/out) → phản ánh thực tế ▪ Cài đặt máy tính ngơn ngữ lập trình sử dụng ▪ Phù hợp với thao tác thuật toán (đặc biệt thao tác sử dụng nhiều) → phát triển thuật toán đơn giản đạt hiệu ▪ Tiết kiệm tài nguyên Cấu trúc liệu giải thuật 1.1.3 Một số cấu trúc liệu ❖Mảng (array) ❖Bản ghi (record)/cấu trúc (struct) ❖Tập hợp (set) ❖Tệp (file) ❖Xâu (string) ❖….(bảng băm, danh sách liên kết) Cấu trúc liệu giải thuật 10 8/4/2020 1.2 Giải thuật (Algorithm) 1.2.1 Khái niệm chung 1.2.2 Ngôn ngữ diễn đạt giải thuật 1.2.3 Thiết kế phân tích giải thuật 1.2.4 Giải thuật đệ quy Cấu trúc liệu giải thuật 11 1.2.1 Khái niệm chung ❖Thuật toán dãy hữu hạn bước xếp theo trật tự xác định, bước mơ tả xác phép tốn hành động cần thực hiện, để giải vấn đề ❖Thuật toán dãy hữu hạn thao tác, xếp theo trật tự xác định, sau thực hiện, từ Input ta nhận Output cần tìm Cấu trúc liệu giải thuật 12 8/4/2020 1.2.1 Khái niệm chung ❖Các tính chất (đặc trưng) thuật toán: ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ ▪ Tính Tính Tính Tính Tính Tính Tính vào (input) (output) đơn định (xác định / đơn nghĩa) đắn dừng (tính kết thúc / tính đóng) phổ dụng khả thi/hiệu Cấu trúc liệu giải thuật 13 1.2.2 Ngôn ngữ diễn đạt giải thuật ❖Cách liệt kê: liệt kê bước cần thực ❖Sơ đồ khối: sử dụng hình khối oval, chữ nhật, hình thoi mũi tên,… ❖Ngơn ngữ lập trình: dùng ký hiệu quy tắc ngơn ngữ lập trình Cấu trúc liệu giải thuật 14 8/4/2020 1.2.2 Ngơn ngữ diễn đạt giải thuật Ví dụ: - Input:N nguyên dương, dãy a 1, , an - Output : Tìm Max dãy cho Ý tưởng: ❖Giả thiết Max = a1 Với i, > Max thay giá trị Max= Cấu trúc liệu giải thuật 15 1.2.2 Ngôn ngữ diễn đạt giải thuật ❖Cách liệt kê Bước Nhập N dãy a1, , an Bước Đặt Max = a1, i = 2; Bước Nếu i > N đến Bước 5; Bước 4.1 N ếu > Max Max = 4.2 Đặt i=i+1 quay B.3; Bước Đưa Max kết thúc Cấu trúc liệu giải thuật 16 8/4/2020 1.2.2 Ngôn ngữ diễn đạt giải thuật Bắt đầu Nhập N, a1,a2, …an Max=a1,i=2 i=i+1 i>N Max= ai>Max Xuất Max Kết thúc Cấu trúc liệu giải thuật 17 1.2.2 Ngôn ngữ diễn đạt giải thuật ❖Dùng ngôn ngữ lập trình int max(int *x,int n) //hàm tìm max { int result; result=x[0]; for (int i=1;i