Java - Tìm kiếm một phần tử sử dụng trong mảng sử dụng thuật tìm kiếm nhị phân.

Viết chương trình thực hiện các công việc sau:

  • Nhập liệu cho mảng có n phần tử nguyên (n > 0) từ bàn phím.
  • Nhập số nguyên k từ bàn phím. 
  • Tìm kiếm phần tử đầu tiên trong mảng có giá trị bằng k và thông báo lên màn hình vị trí của phần tử đó. Nếu không có phần tử nào của mảng có giá trị bằng k thì thông báo "Trong mảng không có phần tử nào chứa giá trị cần tìm."

Yêu cầu kỹ thuật: Chương trình phải kiểm tra n nhập vào: nếu n <= 0 thì yêu cầu nhập lại số phần tử cho đến khi thỏa mãn điều kiện và phải sử dụng phương pháp tìm kiếm nhị phân.

Bài giải

-------------------- ######## --------------------

Hướng dẫn: Thuật toán tìm kiếm nhị phân được mô tả như sau: Trong trường hợp các phần tử trong mảng đã được sắp xếp (tăng dần hoặc giảm dần) thì chúng ta có thể dùng giải thuật tìm kiếm nhị phân để giảm số phép so sánh (tức làm giảm độ phức tạp tính toán). Các bước sử dụng thuật toán này được miêu tả như sau:

Bước 1: Thực hiện sắp xếp mảng (tăng dần hoặc giảm dần). Ở đây, tôi sắp xếp các phần tử theo thứ tự tăng dần.

Bước 2: Gọi d và c là phạm vi tìm kiếm (lúc đầu d = 0, c = n - 1, với n là số phần tử của mảng), l là vị trí của phần tử đứng giữa mảng (l = (d + c) / 2). Nếu phần tử tại vị trí l bằng với số nguyên k cần tìm thì kết luận tìm được k ở vị trí l trong mảng. Nếu phần tử tại vị trí l lớn hơn k thì lặp lại việc tìm kiếm k trong nửa đầu của mảng, nếu phần tử tại vị trí l nhỏ hơn k thì lặp lại việc tìm kiểm k trong nửa cuối của mảng.

Bài giải
public static void main(String[] args) {
	int n, temp, max = 100, k, c, d, l;
	Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		
	// khai báo và cấp phát bộ nhớ cho mảng A
	int array[] = new int[max];
		
	// nhập số phần tử của mảng
	// kiểm tra nếu n <= 0 hoặc n > max - 1
	// thì phải nhập lại
	do {
		System.out.println("Nhập số phần tử của mảng: ");
		n = scanner.nextInt();
	} while (n <= 0 || n > max-1);
		
	System.out.println("Nhập giá trị cho các phần tử của mảng: ");
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		System.out.print("array[" + i + "] = ");
		array[i] = scanner.nextInt();
	}
		
	// sắp xếp tăng dần các phần tử bằng phương pháp Exchange sort
	// vòng lặp for sẽ duyệt i và j
	// i chạy từ 0 đến n - 1, j chay từ i + 1 đến n - 1
	// nếu phần tử tại chỉ số j nhỏ hơn phần tử tại i
	// thì sẽ hoán đổi vị trí 2 phần tử này cho nhau
	for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
		for (int j = i+1; j <= n - 1; j++) {
			if (array[j] < array[i]) {
				temp = array[i];
				array[i] = array[j];
				array[j] = temp;
			}
		}
	}
		
	// tìm kiếm phần tử trong mảng
	System.out.println("Nhập số nguyên cần tìm: ");
	k = scanner.nextInt();
		
	d = 0;
	c = n - 1;
	
	// duyệt vòng lặp while
	// nếu d còn nhỏ hơn hoặc bằng c thì còn tiếp tục thực hiện thân vòng lặp
	while (d <= c) {
		l = (d + c) / 2;
			
		// nếu phần tử tại vị trí j bằng số nguyên k cần tìm
		// thì thông báo tìm thấy số k tại vị trí j
		// và kết thúc vòng lặp
		if (array[l] == k) {
			System.out.println("Tìm thấy phần tử " + k + " tại vị trí " + l);
			return;	// kết thúc vòng lặp while và bỏ qua các lệnh bên dưới
		} else if (array[l] < k) {
			// nếu phần tử tại l nhỏ hơn số nguyên k
			// thì tăng d = l + 1
			// và quay lại thực hiện vòng lặp while
			d = l + 1;
		} else {
			// nếu phần tử tại l lớn hơn số nguyên k
			// thì giảm c = l - 1
			// và quay lại thực hiện vòng lặp while
			c = l - 1;
		}
	}
		
	// nếu sau khi thực hiện vòng lặp while
	// mà không tìm thấy số cần tìm
	// thì hiển thị thông báo không tìm thấy
	System.out.println("Trong mảng không có phần tử nào chứa giá trị cần tìm.");
}

Kết quả sau khi biên dịch chương trình:

Trong bài tập này, các bạn thấy tôi có sử dụng lệnh return (chi tiết về từ khóa này tôi sẽ nói ở các bài sau). Cả 2 lệnh returnbreak đều dùng để kết thúc vòng lặp. nhưng khác nhau ở chỗ: lệnh break là thoát khỏi vòng lặp và thực hiện các lệnh bên dưới, còn lệnh return là thoát khỏi vòng lặp và bỏ qua các lệnh bên dưới. Như trong đoạn chương trình trên, nếu tìm thấy số nguyên cần tìm thì chương trình sẽ hiển thị vị trí của số nguyên đó và kết thúc chương trình.

Trở thành Android Developer chuyên nghiệp với 30h học
Bạn muốn trở thành một nhà phát triển mobile app trên nền tảng Android? Vậy thì đây là khóa học rất phù hợp với bạn, chi phí rẻ, học online tại nhà.
XEM NGAY

Nguồn: freetuts.net