Thuật toán: Điều mà mọi nhà phát triển nên biết (Quan trọng)

Tram Ho

Là một nhà phát triển, có lẽ bạn đã quen thuộc với khái niệm thuật toán. Nhưng đừng lo lắng nếu bạn không giỏi về cấu trúc dữ liệu và thuật toán. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ đề cập đến 6 thuật toán chính mà mọi nhà phát triển nên biết. Sáu thuật toán này hầu như luôn có thể giải quyết tất cả các vấn đề gặp phải trong quá trình phát triển.

1. Thuật toán sắp xếp

Sắp xếp có nghĩa là sắp xếp các mục trong danh sách theo một thứ tự cụ thể. Các thuật toán sắp xếp phổ biến bao gồm:

sắp xếp bong bóng

Sắp xếp bong bóng là thuật toán sắp xếp cơ bản nhất. Nếu các phần tử liền kề không theo thứ tự, nó sẽ hoạt động bằng cách hoán đổi chúng nhiều lần.

hợp nhất sắp xếp

Mergesort sử dụng chiến lược “chia để trị”. Tách mảng thành hai nửa, sắp xếp từng phần, sau đó hợp nhất các nửa đã sắp xếp.

sắp xếp nhanh chóng

Quicksort là một thuật toán sắp xếp phổ biến. Nếu bạn sắp xếp một mảng gồm n phần tử, trung bình bạn sẽ thực hiện phép so sánh n log n. Một thuật toán sắp xếp hiệu quả hơn và nhanh hơn.

chất đống

Heapsort trực quan hóa các phần tử mảng dưới dạng một đống, một loại cây nhị phân hoàn chỉnh. Lặp lại công việc dồn mảng cho đến khi mảng được sắp xếp.

2. Thuật toán tìm kiếm

Khám phá có nghĩa là tìm một phần tử trong tập dữ liệu. Các thuật toán tìm kiếm phổ biến bao gồm:

Tìm kiếm nhị phân

BinarySearch sử dụng chiến lược “chia để trị”. Chia danh sách đã sắp xếp thành hai nửa và so sánh giá trị đích với phần tử ở giữa. Trả về vị trí của phần tử center nếu khớp.

Tìm kiếm theo chiều rộng (BFS)

Tìm kiếm theo chiều rộng là thuật toán tìm kiếm đồ thị bắt đầu từ nút gốc và kiểm tra tất cả các nút liền kề.

Tìm kiếm theo chiều sâu (DFS)

Tìm kiếm theo chiều sâu là một thuật toán tìm kiếm đồ thị bắt đầu với nút đầu tiên trong đồ thị và đào sâu hơn cho đến khi tìm thấy một nút không có nút đích hoặc nút con.

3. Lập trình động

Quy hoạch động (DP) phân tách bài toán thành các bài toán con nhỏ, mỗi bài toán con được giải độc lập và lợi dụng thực tế là lời giải tối ưu của bài toán tổng thể phụ thuộc vào lời giải tối ưu của các bài toán con để giải bài toán tối ưu. phương pháp thuật toán để giải quyết. Một ví dụ phổ biến là bài toán tính số Fibonacci thứ n.

Trong ví dụ này, chúng ta sử dụng mảng dp để lưu kết quả của bài toán con (tối đa n số Fibonacci). Điều này tránh tính toán dư thừa và giảm đáng kể độ phức tạp về thời gian của thuật toán.

4. Thuật toán đệ quy

Đệ quy là một kỹ thuật giải quyết vấn đề trong đó giải pháp phụ thuộc vào giải pháp của các trường hợp nhỏ hơn của cùng một vấn đề. Một ví dụ kinh điển về đệ quy là tính toán giai thừa.

5. Đạo luật Chia để trị

Chia để trị là một chiến lược thuật toán phổ biến chia bài toán thành các bài toán con nhỏ hơn và giải quyết từng bài toán con một cách độc lập. Một ví dụ về thuật toán chia để trị là bài toán tìm cặp điểm gần nhất từ ​​một tập hợp các điểm trong không gian 2D.

Trong ví dụ này, đầu tiên thuật toán sắp xếp các điểm theo tọa độ x của chúng. Sau đó, đối với mỗi điểm, hãy so sánh khoảng cách của nó với tất cả các điểm theo sau nó trong mảng đã sắp xếp và nếu tìm thấy một cặp điểm gần hơn, hãy cập nhật khoảng cách tối thiểu và cặp điểm gần nhất tăng lên.

bản đồ băm

Hashmap là một cấu trúc dữ liệu lưu trữ các cặp khóa-giá trị và luôn có thể được chèn, xóa và truy xuất trong thời gian O(1) . Nó hoạt động bằng cách lấy một khóa và áp dụng hàm băm, hàm này trả về một chỉ mục mảng. Các phần tử của chỉ mục đó được gọi là các thùng. Các giá trị được lưu trữ trong thùng đó.

Trong ví dụ này, tôi đã tạo một lớp HashMap với các buckets , keys làm thuộc tính. Và nó có các phương thức hash , set , getdelete . Phương thức hash lấy một khóa làm đầu vào, chuyển đổi nó thành một số và trả về chỉ mục của nhóm tương ứng trong mảng. Các phương thức set , getdelete sử dụng phương thức hash để tìm nhóm thích hợp, sau đó thêm, lấy và xóa các cặp khóa-giá trị.

Hashmap là cấu trúc dữ liệu mạnh mẽ được sử dụng trong nhiều tình huống như bộ nhớ đệm, triển khai từ điển và lưu trữ lượng lớn dữ liệu. Biết cách sử dụng hashmap sẽ giúp bạn giải quyết nhiều vấn đề mà bạn sẽ gặp phải với tư cách là nhà phát triển.

Phần kết luận

Hiểu và nắm vững 6 thuật toán chính là điều quan trọng đối với mọi nhà phát triển.

Sáu thuật toán là:

  • Thuật toán sắp xếp: sắp xếp bong bóng, sắp xếp hợp nhất, sắp xếp nhanh, sắp xếp đống
  • Các thuật toán tìm kiếm: tìm kiếm nhị phân, tìm kiếm theo chiều rộng, tìm kiếm theo chiều sâu
  • lập trình năng động
  • đệ quy
  • phân chia và chinh phục pháp luật

Các thuật toán này là khối xây dựng cơ bản của khoa học máy tính và được sử dụng cho nhiều vấn đề khác nhau, từ sắp xếp và tìm kiếm dữ liệu đến tối ưu hóa các vấn đề phức tạp. Hiểu và thực hành các thuật toán này sẽ cải thiện kỹ năng phát triển của bạn và giúp bạn trở thành một lập trình viên năng suất và hiệu quả hơn. Ngoài ra, nghiên cứu các thuật toán này sẽ cung cấp cho bạn các nguyên tắc cơ bản hữu ích về khoa học máy tính bất kể ngôn ngữ lập trình của bạn là gì.

Hiểu và sử dụng hashmap cũng là một kỹ năng quan trọng đối với các nhà phát triển, vì chúng là những cấu trúc dữ liệu hữu ích để lưu trữ, truy xuất và sửa đổi một lượng lớn dữ liệu một cách hiệu quả.

Mỗi thuật toán này đều có công dụng, điểm mạnh và điểm yếu. Bằng cách nắm vững tất cả chúng, bạn sẽ có thể chọn các thuật toán phù hợp cho các vấn đề cụ thể mà bạn gặp phải trong sự nghiệp phát triển của mình.

Như mọi khi, tôi hy vọng bạn thích bài viết này và học được điều gì đó mới.

Cảm ơn rất nhiều. Hẹn gặp lại các bạn trong bài viết tiếp theo!

Nếu các bạn thích bài viết này, hãy ủng hộ chúng tôi bằng cách like và subscribe. Cảm ơn rất nhiều.

Giới thiệu

Chia sẻ bài viết ngay

Nguồn bài viết : Viblo