Trong sự phát triển của nền kinh tế hiện nay, một nền công nghiệp hóa hiện đại hóa kéo theo nhiều lĩnh vực ngành nghề phát triển theo để tạo nên sự lớn mạnh vững chắc về kinh tế thì trong đó có một ngành nghề nắm vai trò cũng khá quan trọng trong việc giúp đất nước phát triển đi lên đó chính là ngành công nghệ thông tin. Chúng ta có thể thấy được rằng hàng loạt chứng kiến các cuộc cách mạng to lớn về lĩnh vực công nghệ thông tin phát triển trong nước chúng ta hiện nay, những sáng kiến mới công nghệ mới phát minh mới liên tục được cập nhật và truyền bá tới mọi người. Để có được những phát minh sáng kiến ấy thì thường nhà sáng lập phải có một nền kiến thức vững chắc để xây dựng nghiên cứu ra những công nghệ mới để phục vụ cho nhu cầu người dùng.
Để có được những kiến thức vững chắc như vậy ngoài những chương trình gạo cội của ngành công nghệ thông tin thì không thể không nhắc đến những thuật toán được sử dụng để phát triển các chương trình cạnh tranh. Vì thế để có thể thành công thì chương trình thuật toán đóng góp phần lớn quan trọng trọng việc xây dựng một chương trình thành công. Để giúp các bạn tự học lập trình, mới vào nghề hiểu rõ hơn về thuật toán mình xin giời thiệu về thuật toán và top 10 thuật toán mà người mới bắt đầu sử dụng cần nên biết. Mời các bạn cùng mình tham khảo qua bài viết sau nhé.
1. Thuật toán là gì?
– Thuật toán là một tập hợp những chỉ dẫn để làm một công việc hoặc thực hiện một công việc nào đó nhưng đối với thuật toán có một điều quan trọng đó chính là số bước hướng dẫn phải là số hữu hạn vì không có một thuật toán nào mà có vô số bước thực hiện mà không thể đếm được. Việc nghiên cứu ra các thuật toán rất quan trọng trong ngành khoa học máy tính nói chung, công nghệ thông tin và lập trình phần mềm nói riêng. Vì thế chúng ta thấy được tầm quan trọng của thuật toán ảnh hưởng đến ngành lập trình nhiều như thế nào, có thể nói thuật toán là bước đầu tiên mà các lập trình viên cần tiếp cận trong con đường hướng đến một lập trình viên chuyên nghiệp.
Một thuật toán cơ bản phải đảm bảo đầy đủ những tính chất sau:
+ Tính chính xác: Đây là tính chất tiên quyết phải có của một thuật toán. Thuật toán phải giải quyết bài toán và cho ra một kết quả chính xác, chứ lại giải sai bài toán thì coi như bỏ đi.
+ Tính rõ ràng: Các bước hướng dẫn trong thuật toán phải rõ ràng, dễ hiểu và sắp xếp theo một trình tự nhất định
+ Tính khách quan: tức là với một thuật toán thì dù cho máy tính hay con người thực hiện theo đều cho ra một kết quả duy nhất.
+ Tính phổ biến: thuật toán đó không chỉ giải quyết được một bài toán duy nhất. Mà nó còn có tính ứng dụng cho nhiều trường hợp tương tự khác nữa.
+ Tính kết thúc: một thuật toán chỉ gồm hữu hạn các bước thực hiện. Phải kết thúc khi tìm ra kết quả phù hợp.
Những cấu trúc dữ liệu và thuật toán đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong lập trình, nó quyết định khả năng tối ưu code cũng như đưa ra giải pháp phù hợp nhất cho hệ thống mà người lập trình đang viết. Ví dụ nếu bạn chỉ thiết kế trang web để giới thiệu, quảng cáo thì thuật toán chủ yếu tập trung vào nền tảng bảo mật cho web, chống bị lấy trộm username và mật khẩu, còn nếu một hệ thống phức tạp như website logistic, web nhập hàng Trung Quốc của công ty Monamedia thì yêu cầu những thuật toán không chỉ bảo mật mà còn phải xử lý được những vấn đề mà khách hàng đang gặp phải trong quá trình kinh doanh.
2. Top 10 thuật toán mà người mới học cần biết
2.1 Hashing:
– Đầu tiên phải nhắc đến đó chính là Hashing. Đây là một thuật toán dành cho những lập trình viên đóng vai trò giúp phân biệt giữa các khối dữ liệu với nhau, trong đó một trong những ứng dụng nổi bật và quan trọng nhất của thuật toán này đó chính là cho phép tìm kiếm và tra cứu một bản ghi dữ liệu đã cho trước và thực hiện việc khóa bản ghi đó một cách nhanh chóng. Thuật toán này dành cho việc phát hiện và sửa lỗi tập trung phân biệt các trường hợp mà dữ liệu bị làm nhiễu bởi các quá trình ngẫu nhiên. Hiên nay theo các thông tin cho thây hashing đã tham gia vào việc phát hiện và xác định dữ liệu thích hợp bằng key và ID với vai trò mở rộng này sẽ giúp cho việc phát hiện lỗi quản lý bộ nhớ cache mật mã và tra cứu ngoài ra Hashing còn tích hợp các khóa phù hợp và cho các giá trị chính xác. Hàm thuật toán này cũng có thể sử dụng cho phép tạo ra các giá trị dữ liệu không trùng lặp và áp dụng trong các bộ định tuyến để lưu trữ địa chỉ IP.
2.2 Search Algorithms:
– Thuật toán search algorithms là một thuật toán tìm kiếm thường được áp dụng cho các dãy cấu trúc dữ liệu tuyến tính hoặc cấu trúc dữ liệu đồ họa. Thuật toán này còn được gọi là thuật toán tìm kiếm nhị phân, giúp nhà phát triển tiến hành tìm kiếm hiệu quả trên các tập dữ liệu được sắ xếp với các hàm phức tạp thời gian của O. Cơ chế của thuật toán tìm kiếm nhị phân là chia danh sách thành hai nửa cho đến khi nó tìm thấy được mục được yêu cầu và thường được sử dụng thuật toán này để gỡ những lỗi liên quan đến git bisection, ngoài ra các thuật toán này còn được biết đến với các chức năng chiều sâu chiều rộng tìm kiếm và cung cấp cho ta cấu trúc dữ liệu một biểu đồ tròn hoặc hình cây đã được xác định dữ liệu cần thiết trong mô hình cây ngang.
2.3 Thuật toán sắp xếp (Sort Algorithms)
– Thuật toán tiếp theo đó chính là thuật toán sắp xếp thường được các nhà phát triển dùng để đặt dữ liệu theo cách có tổ chức, trong thuật toán này các thành phần dữ liệu được so sánh với nhau để xác định thứ tự tương ứng của chúng, vì nó có độ phức tạp thời gian của O để thực hiện so sánh, tuy nhiên đây lại là một kỹ thuật nhanh hơn vì nó sắp xếp phần tử trong một mô hình tuyến tính với độ phức tạp thời gian. Tính đơn giản của thuật toán này chính là điểm thu hút mọi người khiến họ ưa chuộng, các thuật toán sắp xếp khác bao gồm sắp xếp hợp nhất, sắp xếp nhóm và sắp xếp đếm.
2.4 Thuật toán lập trình động (Dynamic Programming Algorithms)
– Lập trình động thường là một trong những hàm giải quyết vấn đề phức tạp liên quan đến trí tuệ bằng cách tách cấc vấn đề thành các bài toán con nhỏ hơn và giải quyết chúng rồi sau đó mới thực hiện xây dựng trở lại thành vấn đề phức tạp với một bộ nhớ của các kết quả nhỏ hơn và đưa ra câu trả lời cho vấn đề phức tạp ban đầu. Lập trình động có khả năng tích hợp để ghi nhớ và cho phép lưu trữ các ký ức về các vấn đề đã giải quyết trước đó. Và khi lần sau vẫn xuất hiện lỗi hoặc vấn đề như vậy thì nó sẽ ngay lặp tức có biện pháp giải quyết ngay.
2.5 Phân tích liên kết (Link Analysis)
– Thuật toán phân tích liên kết thường được sử dụng trong các lĩnh vực mạng phân tích liên kết cung cấp khả năng tương quan giữa các thực thể khác nhau trong một miền quan trọng đối với các công cụ tìm kiếm. Thuật toán sử dụng một biểu đồ họa và ma trạn phức tạp liên kết các căn cứ tương tự trong các miền hiện tại. Phân tích các liên kết phổ biến trong các công cụ tìm kiếm như là google và trong các trang truyền thông như Facebook, Twitter đó là những nơi việc tìm kiếm được mở rộng chú trọng.
2.6 Phép toán Mô-đun (Modulo Arithmetic Algorithms)
– Thuật toán Mô-Đun sẽ trở nên đơn giản vô cùng mặc dù nhiều thuật toán mã hóa phức tạp và nhờ vậy bạn sẽ phân tích trên nền số học mô-đun thì sẽ trở nên đơn giản vô cùng. Trong số học mô đun các số chúng ta xử lý chỉ là số nguyên và các phép toán được sử dụng đơn giản như cộng trừ nhân chia, sự khác biệt duy nhất giữa số học mô đun và số học trên sách vở là trong số học mô đun và tất cả các hoạt động thực hiện đều liên quan đến số nguyên dương tức là mô đun.
Ví dụ:
- Thuật toán Euclide cơ bản và mở rộng
- Phương trình hoàn hảo của Euler
- Lũy thừa mô đun
- Tính nghịch đảo theo mô đun
- Định lý số dư của Trung Quốc
- Định lý số dư của Trung Quốc và thực thi tính nghịch đảo của mô đun
2.7 Thuật toán xâu ký tự và phân tích cú pháp (String Matching and Parsing Algorithms)
– Thuật toán xâu ký tự và phân tích cú pháp là quy trình tạo xâu tương ứng luôn quan trọng đặc biệt đối với miền và phần tử mạng. Thuật toán xâu ký tự này sẽ phát huy khả năng tối đã trong các tình huống mà các xâu phải khớp trong một chuỗi dài hoặc việc xác nhận chuỗi bằng các cú pháp qua giới hạn được xác định trước. Các thuật toán này chủ yêu thường sử dụng cho việc phát triển web cho URL.
2.8 Thuật toán biến đổi Fourier (Fourier Transform Algorithms)
– Thuật toán biến đổi là những thuật toán đơn giãn nhưng rất mạnh, chúng được sử dụng để chuyển đổi tính hiệu từ miền thời gian sang miền tần số, toàn bộ các mạng kỹ thuật số như là Internet, wifi, điện thoại, máy tính, vệ tinh và sử dụng thuật toán này để vận hành. Đây là những thuật toán bắt buộc phải biết nếu bạn muốn theo chuyên sâu về mảng điện tử điện toán.
2.9 Thuật toán các tập không giao nhau (Disjoint Sets)
– Thuật toán các tập không giao nhau là cấu trúc dữ liệu đóng vai trò như các cấu trúc trợ giúp trong một thuật toán để biểu diễn tập hợp trong các mảng riêng lẻ với nhau, mỗi mục là một phân tử của một trong nhiều tập hợp. Do đó các bộ tách rời đại diện cho các phần tử được kết nối trong các thuật toán đồ thị hoặc phân đoạn một hình ảnh.
2.10 Hệ số tích phân (Integer Factorization)
– Thuật toán lũy thừa số nguyên còn gọi là hệ số tích phân là một thuật toán cung cấp hướng dẫn từng bước về cách lấy các thừa số nguyên tố của một số tổng hợp. Thuật toán này giúp giải quyết các vấn đề phức tạp trong các nền tảng mã hóa yêu cầu bạn phải giải quyết các số nguyên phức hợp lớn.
Trên đây là tổng hợp các thuật toán mã hóa cần có của một người mới bắt đầu trong lập trình. Mình mong rằng những thông tin trên đây sẽ giúp ích cho các bạn và chúc các bạn thành công.
