Фото до статті
Оленка Пилипчак
Редакторка у Highload
Програміст Річард Уерпам у своєму блозі на Medium зізнається, що він не надто захоплюється структурами даних та алгоритмами. Однак, працюючи над різними проєктами, він виявив, що існує шість ключових алгоритмів, які майже завжди допомагають у розв’язанні завдань. У цій статті він ділиться своїми спостереженнями. Передаємо йому слово.
1Алгоритм впорядкування
Що таке впорядкування? Це алгоритмічний підхід, що полягає в організації елементів у послідовності.
Ключові алгоритми впорядкування:
- бульбашкове сортування: найпростіший метод впорядкування, що працює шляхом порівняння сусідніх елементів та їх обміну, якщо вони розташовані некоректно;
- сортування злиттям: техніка впорядкування, яка використовує парадигму «розділяй і володарюй»;
- швидке сортування: поширений алгоритм впорядкування, який у середньому виконує n log n порівнянь при впорядкуванні масиву з n елементів. Це надзвичайно ефективний та швидкий підхід;
- сортування купою: здійснюється шляхом візуалізації елементів масиву як особливого виду повного бінарного дерева (купи).
2Алгоритм пошуку
Що таке пошук? Це алгоритм, призначений для знаходження елемента в множині даних.
Ключові алгоритми пошуку:
- Двійковий пошук: застосовує парадигму «розділяй і володарюй». Відсортована послідовність ділиться навпіл, а елемент порівнюється з середнім елементом списку.
- Пошук у ширину (BFS): це метод обходу графа, який починає з вихідного вузла та досліджує всі його суміжні вузли.
- Пошук у глибину (DFS): цей алгоритм стартує з першого вузла графа і просувається все глибше, доки не буде знайдено цільовий вузол або вузол без нащадків.
3Динамічне програмування
Динамічне програмування (DP) — це алгоритмічний метод для вирішення задач оптимізації. Він передбачає розбиття задачі на простіші підзадачі та припущення, що оптимальне рішення загальної задачі випливає з оптимальних рішень її підзадач.
4Алгоритм рекурсії
Рекурсія — це методика розв’язання задач, коли рішення залежить від розв’язків менших прикладів тієї самої задачі. Обчислення факторіалів є типовим прикладом рекурсивного програмування.
Кожна рекурсивна програма включає такі етапи:
- Налаштування алгоритму. Рекурсивні програми часто потребують вихідного значення. Для цього використовується параметр, переданий у функцію, або нерекурсивна функція-шлюз, що встановлює початкові значення для рекурсивного обчислення.
- Перевірка відповідності поточних оброблюваних значень базовому випадку. Якщо так, значення обробляється та повертається.
- Переформулювання рішення з точки зору меншої або простішої підзадачі чи підзадач.
- Застосування алгоритму до підзадачі.
- Об’єднання результатів для формування остаточної відповіді.
- Повернення сформованих результатів.
5Розділяй та володарюй
Алгоритм «Розділяй та володарюй» послідовно розбиває проблему на дві або більше підпроблеми того ж або спорідненого типу, доки вони не стануть настільки простими, що їх можна буде легко вирішити.
Алгоритм «Розділяй та володарюй» вимагає наступних кроків:
- Поділ вихідної проблеми на складові підпроблеми.
- Послідовне розв’язання кожної підпроблеми рекурсивно.
- Комбінування рішень підпроблем для отримання загального рішення.
6Хешування
Хешування — це техніка або процес, що використовує хеш-функцію для відображення ключів та значень у хеш-таблиці. Це робиться для прискорення доступу до елементів. Ефективність відображення залежить від продуктивності хеш-функції.
Висновок
На сьогодні існує безліч алгоритмів різної складності. Іноді буває складно визначити, які з них є обов’язковими для знання розробнику. Часто це залежить від особистих пріоритетів та сфери діяльності. Однак, у цій статті висвітлено алгоритми, які вам неодмінно стануть у пригоді.
Текст адаптувала Євгенія Козловська
Головна > Добірки > Майже завжди допоможуть вирішити проблему: 6 алгоритмів, які має знати кожен розробник
Джерело