Thuật toán Python là công cụ không thể thiếu đối với bất kỳ kỹ sư phần mềm hoặc nhà khoa học dữ liệu nào; . Các thuật toán không dành riêng cho ngôn ngữ và không có quy tắc chuẩn hóa quy định cách viết chúng, cho phép các giải pháp đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ được áp dụng khi cần cho chương trình Python. Có một số loại thuật toán hữu ích trong Python
4 thuật toán Python nổi tiếng
- duyệt cây
- Sắp xếp
- Đang tìm kiếm
- Thuật toán đồ thị
Thêm từ các chuyên gia Python tích hợp5 cách để viết thêm mã Pythonic
Các loại thuật toán trong Python là gì?
Python có thể sử dụng nhiều thuật toán khác nhau, nhưng một số thuật toán nổi tiếng nhất là duyệt cây, sắp xếp, tìm kiếm và thuật toán đồ thị
Các thuật toán duyệt cây được thiết kế để truy cập tất cả các nút của biểu đồ cây, bắt đầu từ gốc và duyệt qua từng nút theo hướng dẫn được đặt ra. Truyền tải có thể xảy ra theo thứ tự, với thuật toán duyệt cây từ nút này sang cạnh khác [nhánh] hoặc từ các cạnh đến gốc
Các thuật toán sắp xếp cung cấp nhiều cách khác nhau để sắp xếp dữ liệu theo một định dạng cụ thể, với các thuật toán phổ biến bao gồm sắp xếp bong bóng, sắp xếp hợp nhất, sắp xếp chèn và sắp xếp vỏ
Thuật toán tìm kiếm kiểm tra và truy xuất các phần tử từ các cấu trúc dữ liệu khác nhau, với các biến thể bao gồm tìm kiếm tuyến tính và tìm kiếm nhị phân
Các thuật toán đồ thị duyệt qua các đồ thị từ các cạnh của chúng theo cách theo chiều sâu [DFS] hoặc chiều rộng trước [BFS]
Làm thế nào để bạn viết một thuật toán bằng Python?
Các thuật toán được viết bằng Python hoặc bất kỳ ngôn ngữ nào khác thường được viết theo cách từng bước xác định rõ ràng các hướng dẫn mà chương trình cần chạy
Mặc dù không có tiêu chuẩn xác định về cách bạn nên viết thuật toán, nhưng có những cấu trúc mã được chia sẻ cơ bản giữa các ngôn ngữ mà chúng ta thường sử dụng để tạo thuật toán, chẳng hạn như vòng lặp và luồng điều khiển.
Các thuật toán được viết để giải quyết các vấn đề và vượt qua các thách thức trong quá trình phát triển, do đó, đảm bảo rằng một vấn đề được xác định rõ ràng là chìa khóa để viết một giải pháp. Thông thường, có thể có nhiều giải pháp cho một vấn đề nhất định và nhiều thuật toán có thể được triển khai cùng một lúc như một cách giúp chương trình tìm ra giải pháp tốt nhất hiện có
Tuy nhiên, giải pháp được thực hiện, một thuật toán phải chứa sáu đặc điểm
Cách viết thuật toán Python. 6 Đặc điểm
- Nó rõ ràng và có các bước rõ ràng
- Thuật toán không có hoặc nhiều đầu vào được xác định rõ
- Nó phải có một hoặc nhiều đầu ra được xác định
- Thuật toán phải kết thúc sau một số bước hữu hạn
- Nó phải khả thi và tồn tại bằng cách sử dụng các nguồn lực sẵn có
- Thuật toán nên được viết độc lập với tất cả các mã lập trình
Python có tốt cho việc phát triển và triển khai các thuật toán không?
Vâng, Python là một ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ, xử lý rất tốt tất cả các khía cạnh của thuật toán
Python là một trong những ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ nhưng dễ tiếp cận nhất hiện có và nó rất tốt để triển khai các thuật toán. Ngôn ngữ có cú pháp đơn giản, rõ ràng trông giống với mã giả được sử dụng trong các thuật toán, không dành riêng cho ngôn ngữ. Ưu điểm lớn ở đây là người dùng có thể tập trung hơn vào việc hiểu và giải thuật toán so với việc dành nhiều thời gian để ghi nhớ cú pháp của ngôn ngữ đang sử dụng.
Ngoài ra, Python rất tốt để làm việc và hiểu cấu trúc dữ liệu. Nó cũng cung cấp vô số thư viện và khung được sử dụng nhiều trong khoa học dữ liệu và học máy
Theo thuật ngữ lập trình máy tính, thuật toán là một tập hợp các hướng dẫn được xác định rõ ràng để giải quyết một vấn đề cụ thể. Nó nhận một tập hợp [các] đầu vào và tạo ra đầu ra mong muốn. Ví dụ,
Thuật toán cộng hai số
Lấy hai số đầu vào
Thêm số bằng toán tử +
Hiển thị kết quả
Phẩm chất của một thuật toán tốt
- Đầu vào và đầu ra phải được xác định chính xác
- Mỗi bước trong thuật toán phải rõ ràng và rõ ràng
- Các thuật toán nên hiệu quả nhất trong số nhiều cách khác nhau để giải quyết vấn đề
- Một thuật toán không nên bao gồm mã máy tính. Thay vào đó, thuật toán nên được viết theo cách mà nó có thể được sử dụng trong các ngôn ngữ lập trình khác nhau.
Ví dụ về thuật toán
thuật toán 1. Cộng hai số do người dùng nhập vào
Step 1: Start
Step 2: Declare variables num1, num2 and sum.
Step 3: Read values num1 and num2.
Step 4: Add num1 and num2 and assign the result to sum.
sum←num1+num2
Step 5: Display sum
Step 6: Stop
Thuật toán 2. Tìm số lớn nhất trong ba số
Step 1: Start
Step 2: Declare variables a,b and c.
Step 3: Read variables a,b and c.
Step 4: If a > b
If a > c
Display a is the largest number.
Else
Display c is the largest number.
Else
If b > c
Display b is the largest number.
Else
Display c is the greatest number.
Step 5: Stop
thuật toán 3. Tìm Nghiệm của Phương Trình Bậc Hai ax2 + bx + c = 0
Step 1: Start
Step 2: Declare variables a, b, c, D, x1, x2, rp and ip;
Step 3: Calculate discriminant
D ← b2-4ac
Step 4: If D ≥ 0
r1 ← [-b+√D]/2a
r2 ← [-b-√D]/2a
Display r1 and r2 as roots.
Else
Calculate real part and imaginary part
rp ← -b/2a
ip ← √[-D]/2a
Display rp+j[ip] and rp-j[ip] as roots
Step 5: Stop
thuật toán 4. Tìm giai thừa của một số
Step 1: Start
Step 2: Declare variables n, factorial and i.
Step 3: Initialize variables
factorial ← 1
i ← 1
Step 4: Read value of n
Step 5: Repeat the steps until i = n
5.1: factorial ← factorial*i
5.2: i ← i+1
Step 6: Display factorial
Step 7: Stop
thuật toán 5. Kiểm tra một số có phải là số nguyên tố hay không
Step 1: Start
Step 2: Declare variables n, i, flag.
Step 3: Initialize variables
flag ← 1
i ← 2
Step 4: Read n from the user.
Step 5: Repeat the steps until i=[n/2]
5.1 If remainder of n÷i equals 0
flag ← 0
Go to step 6
5.2 i ← i+1
Step 6: If flag = 0
Display n is not prime
else
Display n is prime
Step 7: Stop
thuật toán 6. Tìm dãy Fibonacci cho đến số hạng nhỏ hơn 1000
Step 1: Start
Step 2: Declare variables first_term,second_term and temp.
Step 3: Initialize variables first_term ← 0 second_term ← 1
Step 4: Display first_term and second_term
Step 5: Repeat the steps until second_term ≤ 1000
5.1: temp ← second_term
5.2: second_term ← second_term + first_term
5.3: first_term ← temp
5.4: Display second_term
Step 6: Stop