Giáo án điện tử Khoa học máy tính 11 cánh diều Chủ đề F(CS) Bài 7: Lập trình giải bài toán tìm kiếm

CHÀO MỪNG CÁC EM

QUAY TRỞ LẠI VỚI MÔN HỌC!

KHỞI ĐỘNG

Khi mới tạo một tài khoản người dùng, em được yêu cầu nhập tên người dùng “user name”. Có trường hợp em phải nhập lại tên khác vì tên vừa nhập đã có người sử dụng rồi. Theo em, máy tính làm gì ngay sau khi nhận được yêu cầu tạo mới một tài khoản? Hãy phát biểu thành một bài toán.

GỢI Ý

Máy tính bắt đầu tìm kiếm dữ liệu và tiến hành xử lí thông tin ngay sau khi nhận.

Bài toán: Cho tên người dùng “user name” và danh sách tài khoản, hãy tìm kiếm trong danh sách những người đã sử dụng tên này.

BÀI 7. LẬP TRÌNH GIẢI BÀI TOÁN TÌM KIẾM

NỘI DUNG BÀI HỌC

1. Bài toán tìm kiếm
2. Thuật toán tìm kiếm tuần tự
3. Thuật toán tìm kiếm nhị phân
4. Thực hành lập trình giải bài toán tìm kiếm

01

BÀI TOÁN TÌM KIẾM

1. a) Khái niệm bài toán tìm kiếm

Nêu ví dụ một số bài toán tìm kiếm trong thực tế.

Theo nghĩa chung nhất

Bài toán tìm kiếm là: Cho một yêu cầu tìm kiếm và một tập hợp dữ liệu là phạm vi tìm kiếm. Hãy tìm mục (các mục) dữ liệu đáp ứng yêu cầu tìm kiếm đã cho hoặc khẳng định không có mục dữ liệu nào đáp ứng yêu cầu đó.

Ví dụ

• Cho mã cuốn sách, hãy tìm cuốn sách trong kho sách của thư viện.
• Tìm một tên người trong danh sách khám bệnh.
• Nhập tên người, tìm số điện thoại trong danh bạ để bắt đầu cuộc gọi....

1. b) Tìm kiếm tuần tự bằng hàm của Python

Em hãy chạy chương trình sau:

Màn hình in ra kết quả là 2, cho biết vị trí của phần tử 3 trong đoạn [1, 4] ở mảng a.

Từ ví dụ vừa nêu, trình bày phương thức tìm kiếm tuần tự bằng hàm của Python.

• Phương thức index thực hiện tìm kiếm theo cách tuần tự cho dãy xâu kí tự, mảng hoặc danh sách.
• Các trường hợp trả về khi dùng index:
• Nếu xuất hiện nhiều lần thì đưa ra chỉ số của lần xuất hiện đầu tiên:

Ví dụ:

a = [1, 3, 3, 4, 3, 5, 6]

print(a.index(3))

• Báo lỗi “valueError” nếu không tìm thấy.

Ví dụ:

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6]

print(a.index(5, 1, 4))

• Phương thức index có hai tham số tùy chọn: lo, hi để hạn chế thực hiện tìm kiếm chỉ trong đoạn con của dãy số, bắt đầu từ chỉ số lo (lowest) và kết thúc ở hi (highest).

Cú pháp:

THUẬT TOÁN TÌM KIẾM TUẦN TỰ

Thảo luận nhóm đôi

Quan sát Hình 1 và thực hiện yêu cầu:

Vận dụng kiến thức đã học ở bài trước, hãy xác định độ phức tạp thời gian của thuật toán trong để tìm kiếm tuần tự một số x.

Thực hiện tìm kiếm tuần tự bằng phép lặp duyệt từ đầu dãy số với điều kiện dừng khi “tìm thấy” hoặc “đã xét hết dãy số”.

Chi tiết dần từng bước thuật toán tìm kiếm tuần tự

Từ mô tả liệt kê các bước của thuật toán tìm kiếm tuần tự chuyển thành mã giả:

03

THUẬT TOÁN TÌM KIẾM NHỊ PHÂN

Hoạt động:

Dựa trên mô tả thuật toán tìm kiếm nhị phân cho ở Hình 3, em hãy nêu tóm tắt ý tưởng của thuật toán này.

Nếu dãy số đã sắp xếp theo thứ tự thì có thể áp dụng thuật toán tìm kiếm nhị phân.