Giới thiệu về cấu trúc dữ liệu và thuật toán

Cấu trúc dữ liệu là cách lưu trữ, tổ chức dữ liệu có thứ tự, có hệ thống để dữ liệu có thể được sử dụng một cách hiệu quả. Hầu hết mọi ứng dụng doanh nghiệp đều sử dụng các loại cấu trúc dữ liệu khác nhau theo một hoặc cách khác. Hướng dẫn này sẽ cung cấp cho bạn một sự hiểu biết lớn về cấu trúc dữ liệu cần thiết để hiểu được sự phức tạp của các ứng dụng cấp doanh nghiệp và nhu cầu của các thuật toán và cấu trúc dữ liệu.

Tại sao phải học cấu trúc dữ liệu và thuật toán?

Ngày nay, khi các ứng dụng ngày càng phức tạp và lượng dữ liệu ngày càng lớn, có ba vấn đề phổ biến mà các ứng dụng phải đối mặt

Tìm kiếm dữ liệu – Giả sử có 1 triệu mặt hàng được lưu trữ trong kho hàng. Và giả sử có một ứng dụng để tìm kiếm một mặt hàng trong đó. Như vậy, mỗi khi thực hiện tìm kiếm, nó sẽ phải tìm kiếm một mặt hàng trong 1 triệu, điều này sẽ ngày càng chậm hơn khi dữ liệu tăng lên.

Tốc độ của bộ xử lý - Tốc độ của bộ xử lý mặc dù rất cao, nhưng nếu dữ liệu tăng lên hàng tỷ bản ghi tốc độ xử lý sẽ không còn nhanh được nữa.

Đa yêu cầu – Khi hàng ngàn người dùng thực hiện việc tìm kiếm dữ liệu đồng thời trên một máy chủ web thì cho dù máy chủ đó có nhanh đến mấy thì cũng bị chậm đi trong khi tìm kiếm dữ liệu.

Để giải quyết các vấn đề nêu trên, các cấu trúc dữ liệu đến như một giải pháp thực thụ. Dữ liệu có thể được sắp xếp theo cấu trúc dữ liệu theo cách để khi thực hiện tìm kiếm một phần tử nào đó thì dữ liệu yêu cầu sẽ được tìm thấy ngay lập tức.

Các ứng dụng của cấu trúc dữ liệu và thuật toán

Thuật toán là một quy trình từng bước, xác định một tập các hướng dẫn sẽ được thực hiện theo một thứ tự nhất định để có được đầu ra mong muốn. Các thuật toán thường được tạo ra độc lập với các ngôn ngữ cơ bản, tức là một thuật toán có thể được thực hiện bằng nhiều ngôn ngữ lập trình.

Từ quan điểm cấu trúc dữ liệu, sau đây là một số loại thuật toán quan trọng

• Tìm kiếm - Thuật toán để tìm kiếm một mục trong cấu trúc dữ liệu.
• Sắp xếp - Thuật toán để sắp xếp các mục theo một thứ tự nhất định.
• Thêm - Thuật toán để thêm mục trong cấu trúc dữ liệu.
• Cập nhật - Thuật toán để cập nhật một mục hiện có trong cấu trúc dữ liệu.
• Xóa - Thuật toán để xóa một mục hiện có khỏi cấu trúc dữ liệu.

Các vấn đề sau đây có thể được giải quyết bằng Cấu trúc dữ liệu 

• Chuỗi số Fibonacci
• Bài toán Knapsack 
• Thuật toán Floyd-Warshall
• Đường đi ngắn nhất Dijkstra
• Lập kế hoạch dự án

Đối tượng

Hướng dẫn này được thiết kế cho sinh viên tốt nghiệp Khoa học Máy tính cũng như Chuyên gia Phần mềm, những người sẵn sàng học cấu trúc dữ liệu và lập trình thuật toán theo các bước đơn giản và dễ dàng.

Sau khi hoàn thành hướng dẫn này, bạn sẽ ở trình độ chuyên môn trung cấp từ đó bạn có thể đưa mình đến trình độ chuyên môn cao hơn.

Điều kiện tiên quyết

Trước khi tiếp tục với hướng dẫn này, bạn nên có kiến ​​thức cơ bản về ngôn ngữ lập trình C, trình soạn thảo văn bản và thực hiện các chương trình, v.v.

- Hiếu Kiều -