Thuật toán tìm kiếm tuần tự (Sequential Search), hay còn gọi là tìm kiếm tuyến tính, là một trong những thuật toán tìm kiếm cơ bản và dễ hiểu nhất. Vậy, đâu là phát biểu đúng khi nói đến thuật toán này?
Đáp án chính xác là: Thuật toán tìm kiếm tuần tự thực hiện tìm lần lượt từ đầu đến cuối danh sách. Khi chưa tìm thấy và chưa tìm hết thì còn tìm tiếp.
Điều này có nghĩa là thuật toán sẽ duyệt qua từng phần tử của danh sách (mảng, dãy số,…) một cách tuần tự, bắt đầu từ phần tử đầu tiên, cho đến khi tìm thấy phần tử cần tìm hoặc đã duyệt hết danh sách.
Để hiểu rõ hơn về thuật toán này, chúng ta sẽ đi sâu vào các khía cạnh khác nhau:
Nguyên lý hoạt động:
Thuật toán tìm kiếm tuần tự hoạt động dựa trên nguyên tắc so sánh giá trị cần tìm (khóa tìm kiếm) với từng giá trị trong danh sách. Nếu giá trị cần tìm trùng với giá trị hiện tại trong danh sách, thuật toán sẽ trả về vị trí của giá trị đó. Ngược lại, nếu thuật toán đã duyệt hết danh sách mà không tìm thấy giá trị cần tìm, nó sẽ trả về một giá trị đặc biệt (ví dụ: -1, null) để biểu thị rằng không tìm thấy.
Ưu điểm và nhược điểm:
- Ưu điểm:
- Dễ hiểu và dễ cài đặt.
- Không yêu cầu dữ liệu phải được sắp xếp trước.
- Hoạt động tốt với các danh sách nhỏ.
- Nhược điểm:
- Hiệu suất kém đối với các danh sách lớn. Độ phức tạp thời gian là O(n), nghĩa là thời gian thực hiện tăng tuyến tính theo kích thước của danh sách.
- Không hiệu quả khi dữ liệu đã được sắp xếp (trong trường hợp này, các thuật toán tìm kiếm khác như tìm kiếm nhị phân sẽ hiệu quả hơn).
Ví dụ minh họa:
Giả sử chúng ta có một danh sách các số nguyên sau: [5, 2, 9, 1, 5, 6] và chúng ta muốn tìm số 9. Thuật toán tìm kiếm tuần tự sẽ thực hiện các bước sau:
- So sánh
5với9: Không trùng. - So sánh
2với9: Không trùng. - So sánh
9với9: Trùng. - Thuật toán trả về vị trí của
9trong danh sách (ở đây là vị trí thứ 3, nếu đếm từ 1).
Nếu chúng ta muốn tìm số 7 trong danh sách trên, thuật toán sẽ duyệt qua tất cả các phần tử mà không tìm thấy, và cuối cùng sẽ trả về một giá trị biểu thị không tìm thấy (ví dụ: -1).
Khi nào nên sử dụng tìm kiếm tuần tự?
Mặc dù có hiệu suất không cao so với các thuật toán tìm kiếm khác, tìm kiếm tuần tự vẫn hữu ích trong một số trường hợp:
- Khi kích thước danh sách nhỏ.
- Khi dữ liệu không được sắp xếp và việc sắp xếp tốn kém hơn so với việc tìm kiếm tuần tự trực tiếp.
- Khi yêu cầu về độ phức tạp của thuật toán không quá khắt khe và tính đơn giản được ưu tiên.
Sơ đồ khối mô tả thuật toán:
Sơ đồ khối thuật toán tìm kiếm tuần tự mô tả các bước kiểm tra và so sánh phần tử
Các biến thể của tìm kiếm tuần tự:
Có một số biến thể của thuật toán tìm kiếm tuần tự, chẳng hạn như:
- Tìm kiếm tuần tự có lính canh: Thêm một phần tử vào cuối danh sách có giá trị bằng khóa tìm kiếm. Điều này giúp loại bỏ việc kiểm tra xem đã duyệt hết danh sách hay chưa trong mỗi bước lặp, giúp tăng tốc độ thuật toán một chút.
- Tìm kiếm tuần tự tự tổ chức: Di chuyển các phần tử được tìm thấy gần đây lên đầu danh sách. Điều này có thể cải thiện hiệu suất nếu một số phần tử được tìm kiếm thường xuyên hơn những phần tử khác.
Kết luận:
Tìm kiếm tuần tự là một thuật toán tìm kiếm đơn giản và dễ hiểu, nhưng hiệu suất của nó không cao đối với các danh sách lớn. Việc lựa chọn thuật toán tìm kiếm phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm kích thước dữ liệu, trạng thái sắp xếp của dữ liệu và yêu cầu về hiệu suất. Hiểu rõ về thuật toán tìm kiếm tuần tự giúp chúng ta có thêm một công cụ hữu ích trong việc giải quyết các bài toán liên quan đến tìm kiếm dữ liệu.
