Hakualgoritmit ovat keskeisiä tietojenkäsittelytieteen työkaluja, joita käytetään tiettyjen kohteiden paikantamiseen tietokokoelmasta. Nämä algoritmit on suunniteltu navigoimaan tehokkaasti tietorakenteissa halutun tiedon löytämiseksi, mikä tekee niistä perustavanlaatuisia erilaisissa sovelluksissa, kuten tietokannat, web-hakukoneet , ja enemmän.

Hakualgoritmi

kuinka löytää näytön koko

Sisällysluettelo

• Mitä etsiminen on?
• Haku terminologioista
• Haun merkitys DSA:ssa
• Hakusovellukset
• Hakualgoritmien perusteet
• Hakualgoritmit
• Erilaisten hakualgoritmien vertailut
• Hakualgoritmien kirjastototeutukset
• Helppoja ongelmia haussa
• Keskipitkät ongelmat haussa
• Vaikeita ongelmia haussa

Mitä etsiminen on?

Etsiminen on perusprosessi tietyn elementin tai kohteen paikantaminen tietokokoelmasta . Tämä tietokokoelma voi olla eri muodoissa, kuten taulukoita, luetteloita, puita tai muita jäsenneltyjä esityksiä. Haun ensisijaisena tavoitteena on selvittää, onko haluttu elementti tiedoissa, ja jos on, tunnistaa sen tarkka sijainti tai hakea se. Sillä on tärkeä rooli erilaisissa laskentatehtävissä ja reaalimaailman sovelluksissa, mukaan lukien tiedonhaku, data-analyysi, päätöksentekoprosessit ja paljon muuta.

kipinä opetusohjelma

Hakusanat:

Kohdeelementti:

Haussa on aina tietty kohdeelementti tai kohde, jonka haluat löytää tiedonkeruusta. Tämä kohde voi olla arvo, tietue, avain tai mikä tahansa muu kiinnostava tietokokonaisuus.

Hae Spacesta:

Hakutila viittaa koko tietokokoelmaan, josta etsit kohdeelementtiä. Käytetystä tietorakenteesta riippuen hakutilan koko ja organisaatio voivat vaihdella.

Monimutkaisuus:

Haku voi olla monimutkainen eri tasoilla riippuen tietorakenteesta ja käytetystä algoritmista. Monimutkaisuutta mitataan usein aika- ja tilavaatimuksilla.

Deterministinen vs. ei-deterministinen:

Jotkut hakualgoritmit, esim binäärihaku , ovat deterministisiä, mikä tarkoittaa, että ne noudattavat selkeää, systemaattista lähestymistapaa. Toiset, kuten lineaarinen haku, ovat ei-deterministisiä, koska ne saattavat joutua tutkimaan koko hakuavaruutta pahimmassa tapauksessa.

mikä on automaattinen langallinen javassa

Haun merkitys DSA:ssa:

• Tehokkuus: Tehokkaat hakualgoritmit parantavat ohjelman suorituskykyä.
• Tietojen haku: Löydä ja nouda nopeasti tiettyjä tietoja suurista tietojoukoista.
• Tietokantajärjestelmät: Mahdollistaa nopean tietokantojen kyselyn.
• Ongelmanratkaisu: Käytetään monenlaisissa ongelmanratkaisutehtävissä.

Hakusovellukset:

Hakualgoritmeilla on lukuisia sovelluksia eri aloilla. Tässä on joitain yleisiä sovelluksia:

• Tiedonhaku: Hakukoneet, kuten Google, Bing ja Yahoo, käyttävät kehittyneitä hakualgoritmeja hakeakseen olennaista tietoa suurista tietomääristä verkossa.
• Tietokantajärjestelmät: Haku on perustietokantajärjestelmissä tiettyjen tietueiden hakemisessa käyttäjien kyselyjen perusteella, mikä parantaa tiedonhaun tehokkuutta.
• Verkkokauppa: Haku on ratkaisevan tärkeää sähköisen kaupankäynnin alustoissa, jotta käyttäjät voivat löytää tuotteita nopeasti mieltymystensä, teknisten tietojensa tai avainsanojensa perusteella.
• Verkostoituminen: Verkkotoiminnassa hakualgoritmeja käytetään pakettien tehokkaaseen reitittämiseen verkkojen läpi, optimaalisten polkujen löytämiseen ja verkkoresurssien hallintaan.
• Tekoäly: Hakualgoritmeilla on tärkeä rooli tekoälysovelluksissa, kuten ongelmanratkaisussa, pelaamisessa (esim. shakki) ja päätöksentekoprosesseissa
• Hahmontunnistus: Hakualgoritmeja käytetään kuvioiden täsmäytystehtävissä, kuten kuvantunnistuksessa, puheentunnistuksessa ja käsinkirjoituksen tunnistuksessa.

Hakualgoritmien perusteet:

• Johdatus etsimiseen – Tietorakenteen ja algoritmin opetusohjelma
• Tietorakenteessa haun tärkeys
• Mikä on hakualgoritmin tarkoitus?

Hakualgoritmit:

• Lineaarinen haku
• Sentinel lineaarinen haku
• Binäärihaku
• Meta Binary Search | Yksipuolinen binaarihaku
• Kolminkertainen haku
• Jump Search
• Interpolaatiohaku
• Eksponentiaalinen haku
• Fibonaccin haku
• Ubiquitous Binary Search

Vertailut eri hakualgoritmien välillä:

• Lineaarinen haku vs binäärihaku
• Interpolaatiohaku vs binaarihaku
• Miksi binaarihaku on etusijalla kolminkertaisen haun sijaan?
• Onko Sentinel Linear Search parempi kuin tavallinen lineaarinen haku?

Hakualgoritmien kirjastototeutukset:

• Binäärihakutoiminnot C++ STL:ssä (binäärihaku, alaraja ja yläraja)
• Arrays.binarySearch() Javassa esimerkein | Sarja 1
• Arrays.binarySearch() Javassa esimerkein | Sarja 2 (Hae alitaulukosta)
• Collections.binarySearch() Javassa esimerkkien kanssa

Helppoja ongelmia haussa:

• Etsi taulukon kolme suurinta elementtiä
• Etsi puuttuva numero
• Etsi ensimmäinen toistuva elementti kokonaislukujoukosta
• Etsi puuttuva ja toistuva numero
• Etsi, lisää ja poista lajiteltuun taulukkoon
• Laske 1:t järjestetyssä binääritaulukossa
• Kaksi alkiota, joiden summa on lähinnä nollaa
• Etsi pari annetulla erolla
• k suurinta (tai pienintä) elementtiä taulukossa
• K. pienin elementti riveittäin ja sarakkeittain lajitetussa 2D-taulukossa
• Etsi yhteisiä elementtejä kolmesta lajitetusta taulukosta
• Katto lajiteltuna
• Lattia lajiteltuna
• Etsi taulukon suurin elementti, joka ensin kasvaa ja sitten pienenee
• Kun on annettu taulukko, jonka koko on n ja luku k, etsi kaikki elementit, jotka esiintyvät enemmän kuin n/k kertaa

Keskipitkät ongelmat haussa:

• Etsi kaikki kolmoset, joiden summa on nolla
• Etsi elementti, jota ennen kaikki elementit ovat sitä pienempiä ja jonka jälkeen kaikki ovat suurempia
• Etsi lajittelemattoman taulukon suurin parin summa
• K'th pienin/suurin elementti lajittelemattomassa taulukossa
• Hae elementtiä lajitetusta ja kierretystä taulukosta
• Etsi lajitellun ja kierretyn taulukon vähimmäiselementti
• Etsi huippuelementti
• Matriisin enimmäis- ja vähimmäisarvo käyttämällä vertailujen vähimmäismäärää
• Etsi kiinteä piste annetusta taulukosta
• Etsi tiedostosta k yleisin sana
• Etsi k lähempänä annettua arvoa elementtiä
• Kun annetaan lajiteltu taulukko ja luku x, etsi taulukosta pari, jonka summa on lähinnä x:ää
• Etsi lähin pari kahdesta järjestetystä taulukosta
• Etsi kolme lähintä elementtiä annetusta kolmesta järjestetystä taulukosta
• Binäärihaku rationaalilukuja ilman liukulukuaritmetiikkaa

Vaikeita ongelmia haussa:

• Kahden lajitellun taulukon mediaani
• Kahden erikokoisen lajitellun taulukon mediaani
• Hae lähes lajiteltuna
• Etsi elementin sijainti järjestetyssä äärettömien lukujen joukossa
• Kun annetaan lajiteltu ja kierretty taulukko, selvitä, onko olemassa paria, jolla on annettu summa
• K’th Pienin/Suurin elementti lajittelemattomassa taulukossa | Pahimmassa tapauksessa lineaarinen aika
• K:nneksi suurin elementti streamissa
• Paras ensimmäinen haku (tietoinen haku)

Pikalinkit:

• 'Harjoitteluongelmat' haussa
• Hakua koskevat tietovisat

Suositus:

• Opi tietorakenne ja algoritmit | DSA opetusohjelma