Bài giảng cấu trúc dữ liệu và giải thuật chương 1 GV nguyễn minh thành

Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ
CTDL & GT
Giảng viên : Nguyễn Minh Thành
Email :


Nội Dung
Giới thiệu
II. Cấu trúc dữ liệu
1. Khái niệm
2. Các cấu trúc (kiểu) dữ liệu cơ sở
III. Giải thuật
IV. Đánh giá độ phức tạp của thuật giải
I.

2

Nguyễn Minh Thành


I. Giới Thiệu
Cấu trúc dữ liệu và giải thuật là hai yếu tố quan trọng nhất của
một chương trình.
 Niklaus Wirth đã phát biểu :
 Chương trình = Giải thuật + Cấu trúc dữ liệu
 Cấu trúc dữ liệu
 Phương pháp biểu diễn và lưu trữ dữ liệu phù hợp với thao tác
xử lý trong giải thuật.
 Giải thuật
 Các bước để giải quyết một vấn đề (một bài toán) phù hợp với
một cấu trúc dữ liệu cụ thể.



3

Nguyễn Minh Thành


II. Cấu trúc dữ liệu


4

Để đánh giá một cấu trúc dữ liệu, phải dựa vào các tiêu chí sau :
 Phản ánh đúng thực tế
 Phù hợp với thao tác
 Tiết kiệm tài nguyên hệ thống

Nguyễn Minh Thành


II.1 Khái niệm cấu trúc dữ liệu


Cho
 T = <V, O> : kiểu (cấu trúc) dữ liệu
 V = {Tập các giá trị}
 O = {Tập các thao tác xử lý được phép thực hiện}



Ví dụ: Kiểu dữ liệu số nguyên int trong ngôn ngữ C
T = int
V = {-32768, 32767}
O = {+, -, *, /, %}

5

Nguyễn Minh Thành


II.1 Khái niệm cấu trúc dữ liệu


Các thuộc tính của một cấu trúc (kiểu) dữ liệu gồm:
Tên
 Miền giá trị
 Kích thước lưu trữ
 Tập các thao tác tác động lên kiểu dữ liệu đó




Các loại kiểu dữ liệu
Kiểu dữ liệu cơ bản: Cơ sở, mảng, cấu trúc cơ bản
 Kiểu dữ liệu có cấu trúc : Danh sách liên kết, hàng đợi, ngăn
xếp, cây, bảng băm, …


6

Nguyễn Minh Thành


II.1 Khái niệm cấu trúc dữ liệu


Với từng cấu trúc dữ liệu, ta có thể chọn 1 trong 2 cách để khởi
tạo (cấp phát bộ nhớ) : Tĩnh và Động
Tĩnh
Động
• Được định nghĩa ở thời điểm • Được gắn kết với một con trỏ
biên dịch.
(tại thời điểm biên dịch chưa
có).
• Được cấp phát ở thời điểm liên • Phát sinh lúc thực thi.
kết.
• Có thể có giá trị ban đầu tùy • Không xác định giá trị ban đầu.
theo từng ngôn ngữ lập trình.
• Được giải phóng khỏi bộ nhớ
• Tồn tại đến khi kết thúc khi cần.
chương trình.

7

Nguyễn Minh Thành


II.2 Các kiểu dữ liệu cơ sở
Tên kiểu

Miền giá trị

Kích thước

Ý nghĩa

char

-127  128

8 bit

Số nguyên, ký tự

Int

-32767  32768

16 bit (hoặc 32, 64)

Số nguyên

float

…

32 bit

Số thực (6 thận
phân)

double

…

64bit

Số thực (10 thập
phân)

Các từ khoá khai báo đặc biệt
• Unsigned, signed, short, long

8

Nguyễn Minh Thành


III. Giải Thuật


Giải thuật hay còn gọi là thuật toán


Một tập hợp hữu hạn của các chỉ thị hay phương cách được
định nghĩa rõ ràng cho việc hoàn tất một số sự việc từ một
trạng thái ban đầu cho trước; khi các chỉ thị này được áp dụng
triệt để thì sẽ dẫn đến kết quả sau cùng như đã dự đoán

9

Nguyễn Minh Thành


III. Giải Thuật


10

Các đặc trưng cơ bản của một giải thuật


Yếu tố vào – ra (input/output)



Tính dừng (Finitary)



Tính chính xác (Exactitude)



Tính hiệu quả (effectiveness)



Tính tổng quát (generalliness)

Nguyễn Minh Thành


IV. Đánh Giá Giải Thuật




11

Các độ đo dùng để đánh giá giải thuật


Độ dài của chương trình (số dòng lệnh)



Dễ lập trình (phát hiện lỗi, quản lý)



Bộ nhớ



Thời gian thực thi

Thời gian thực thi là tiêu chuẩn quyết định


Có thể lượng giá được và dễ dàng so sánh



Thường là yếu tố “cổ chai” quan trọng
Nguyễn Minh Thành


IV. Đánh Giá Giải Thuật


12

Đánh giá độ phức tạp (thời gian) của giải thuật
 Một giải thuật có thể thực thi khác nhau tuỳ thuộc vào:
 nền tảng phần cứng (PC, Cray, Sun)
 ngôn ngữ lập trình (C, Java, C++)
 lập trình viên (you, me, Bill Joy)
 Tuy khác nhau về chi tiết, tất cả mô hình phần cứng và chương
trình đều có điểm tương tự nhau: chúng là các máy Turing.
 Chỉ cần đếm các phép toán cơ bản là đủ.
 Độ đo đơn giản nhưng có giá trị đối với hiệu quả của các thuật
toán là một hàm của kích thước input.

Nguyễn Minh Thành


FAQs (Hỏi - Đáp)

13

Nguyễn Minh Thành