Tìm kiếm tuyến tính và nhị phân: Sự khác biệt và so sánh

Các nội dung chính

1. Tìm kiếm tuyến tính hoặc tuần tự là một phương pháp đơn giản và trực quan để tìm kiếm thứ gì đó cụ thể.
2. Tìm kiếm nhị phân là một thuật toán tìm kiếm hiệu quả cao cho một phần tử cụ thể trong tập dữ liệu được sắp xếp.
3. Tìm kiếm tuyến tính bao gồm việc kiểm tra từng phần tử trong danh sách ngay từ đầu để tìm phần tử đích. Ngược lại, tìm kiếm nhị phân yêu cầu một danh sách được sắp xếp và bao gồm việc chia đôi danh sách nhiều lần để tìm phần tử đích một cách hiệu quả.

Tìm kiếm tuyến tính là gì?

Tìm kiếm tuyến tính hoặc tìm kiếm tuần tự là một phương pháp đơn giản và trực quan để tìm một phần tử cụ thể trong danh sách, mảng hoặc cấu trúc dữ liệu. Nó hoạt động bằng cách kiểm tra từng phần tử một cho đến khi tìm thấy phần tử đích hoặc toàn bộ tập dữ liệu đã được duyệt qua.

Tìm kiếm tuyến tính thường được sử dụng khi bạn cần thêm thông tin về thứ tự của dữ liệu hoặc cho các tập dữ liệu nhỏ trong đó có thể thương lượng được sự khác biệt về hiệu suất giữa các thuật toán tìm kiếm tuyến tính và hiệu quả hơn.

Tính đơn giản của thuật toán vừa là ưu điểm vừa là hạn chế. Điều này thuận lợi vì dễ hiểu và dễ thực hiện, khiến nó trở thành lựa chọn tốt cho dữ liệu nhỏ hoặc chưa được sắp xếp. Tuy nhiên, độ phức tạp về thời gian của tìm kiếm tuyến tính có thể không hiệu quả đối với các tập dữ liệu lớn. Điều này có nghĩa là kích thước của tập dữ liệu tăng lên và thời gian tìm kiếm phần tử cũng tăng theo tỷ lệ.

Tìm kiếm nhị phân là gì?

Tìm kiếm nhị phân là một thuật toán tìm kiếm hiệu quả cao cho một phần tử cụ thể trong tập dữ liệu được sắp xếp. Nó hoạt động bằng cách liên tục chia đôi khoảng thời gian tìm kiếm, thu hẹp tìm kiếm cho đến khi tìm thấy phần tử mục tiêu. Phương pháp này nhanh hơn đáng kể đối với các tập dữ liệu lớn hơn và có độ phức tạp về thời gian.

Nó có hiệu quả cao vì nó loại bỏ một nửa số yếu tố còn lại ở mỗi bước. Cách tiếp cận 'phân chia và chinh phục' này nhanh chóng làm giảm không gian tìm kiếm, khiến nó trở nên lý tưởng cho các mảng hoặc danh sách được sắp xếp. Đó là thuật toán chính được sử dụng trong nhiều ứng dụng khoa học máy tính khác nhau, chẳng hạn như tìm kiếm trong cơ sở dữ liệu, truy xuất dữ liệu hiệu quả, v.v.

Hiệu quả của tìm kiếm nhị phân là một tính năng nổi bật. Với mỗi lần so sánh, nó sẽ loại bỏ một phần đáng kể của tập dữ liệu. Nó hoạt động dựa trên giả định rằng dữ liệu đã được sắp xếp. Nó có thể được thực hiện bằng cách sử dụng cả hai cách tiếp cận đệ quy và lặp lại.

Sự khác biệt giữa tìm kiếm tuyến tính và nhị phân

1. Tìm kiếm tuyến tính bao gồm việc kiểm tra từng phần tử trong danh sách ngay từ đầu để tìm phần tử đích. Ngược lại, tìm kiếm nhị phân yêu cầu một danh sách được sắp xếp và bao gồm việc chia danh sách thành hai nửa nhiều lần để tìm phần tử đích một cách hiệu quả.
2. Tìm kiếm tuyến tính có thể được sử dụng trên danh sách được sắp xếp và chưa sắp xếp, nhưng nó hiệu quả hơn trên các danh sách nhỏ hơn, trong khi tìm kiếm nhị phân được thiết kế rõ ràng cho danh sách đã sắp xếp và sẽ không hoạt động trên dữ liệu chưa được sắp xếp.
3. Tìm kiếm tuyến tính yêu cầu không gian bổ sung tối thiểu cho các biến, trong khi tìm kiếm nhị phân yêu cầu nhiều không gian hơn cho các lệnh gọi hàm đệ quy hoặc các biến lặp.
4. Loại thuật toán tìm kiếm tuyến tính là thuật toán tìm kiếm tuần tự, trong khi loại thuật toán tìm kiếm nhị phân là thuật toán chia để trị.
5. Tìm kiếm tuyến tính đơn giản và phù hợp với các danh sách nhỏ, trong khi tìm kiếm nhị phân phức tạp hơn để thực hiện, đặc biệt đối với người mới bắt đầu, nhưng hiệu quả cao đối với các tập dữ liệu lớn.

So sánh giữa tìm kiếm tuyến tính và nhị phân

Thông số	Tìm kiếm tuyến tính	Tìm kiếm nhị phân
Phương pháp tìm kiếm	Kiểm tra từng phần tử từ đầu đến cuối	Yêu cầu một danh sách được sắp xếp
Khả năng áp dụng	Được sử dụng trên cả danh sách được sắp xếp và chưa sắp xếp	Được thiết kế rõ ràng cho danh sách được sắp xếp
Không gian phức tạp	Không gian bổ sung tối thiểu	Nhiều không gian hơn cho các ô hàm đệ quy hoặc các biến lặp
Loại thuật toán	Thuật toán tìm kiếm tuần tự	Thuật toán chia để trị
Dễ thực hiện	Đơn giản để thực hiện và phù hợp với danh sách nhỏ	Việc triển khai phức tạp hơn, đặc biệt đối với người mới bắt đầu

dự án

1. https://search.informit.org/doi/abs/10.3316/INFORMIT.573360863402659