Thực hiện các bước thiết kế giải bài toán trên theo phương pháp làm mịn dần, trao đổi và thảo luận để biết được cách thiết kế chương trình theo mô đun.

Em sẽ thiết kế chương trình như thế nào? Trao đổi với bạn về cách thiết kế chương trình sao cho hợp lí nhất.

Xâu kí tự được gọi là đối xứng nêu thay đổi thứ tự ngược lại các kí tự của xâu thì vẫn nhận được dãy ban đầu. Ví dụ xâu “abcdcba" là đối xứng, còn xâu “1011” không là đối xứng. Thiết kế và viết chương trình kiểm tra một xâu kí tự cho trước có là đối xứng hay không. Yêu cầu đưa ra quy trình thiết kế theo phương pháp làm mịn dần.

Cho dãy số A = A[0], A[1]. .... A[n — 1]. Thiết kế và viết chương trình kiểm tra trong dãy A có hai phân tử nào trùng nhau hay không. Cần đưa ra câu trả lời là “có” hay “không”. Yêu cầu đưa ra quy trình thiết kế theo phương pháp làm mịn dần.

Trong Nhiệm vụ 2, nếu dãy A đã được sắp xếp theo thứ tự tăng dần thì có thể cải tiến thuật toán tốt hơn được không?

Thiết kế thuật toán cho nhiệm vụ 1 với ý tưởng khác như sau: Dãy A là một hoán vị của dãy các số từ 1 đến n khi và chỉ khi dãy A có độ dài n và mọi số i từ 1 đến n đều nằm trong A.

Phương pháp làm mịn dần là một trong các cách tiếp cận tổng quát khi giải quyết các bài toán cụ thể. Em có thể sử dụng sơ đồ hình cây để mô tả phương pháp này không?

Với thuật toán sắp xếp chèn, chứng minh rằng nếu thay toàn bộ phần Chèn A[i] vào vị trị đúng của dãy con A[@), A[l], ..., A[i - 1]> bằng các lệnh sau thì chương trình vẫn đúng:

j=1

while j>0 and A[j]<A[j-1]:

       Đổi chỗ A[j] và A[j-1]

       j=j-1

Sử dụng phương pháp làm mịn dần để giải bài toán sau: Cho trước số tự nhiên không âm n, viết chương trình kiểm tra xem số n có phải là số nguyên tố hay không? Chương trình cần thông báo "CÓ" nếu n là số nguyên tế, ngược lại thông báo "KHÔNG".

Sử dụng thiết kế của Bài toán 2, tìm tất cả các cặp nghịch đảo của dãy: 3, 2, 1, 5, 4.

Phát biểu sau đúng hay sai?

Khi thiết kế chương trình thì việc đầu tiên là tìm hiểu yêu cầu chung của bài toán, xác định đầu vào, đầu ra của bài toán, sau đó mới đi cụ thể vào chi tiết.

Trong thiết kế bài toán tìm các cặp phần tử nghịch đảo, các bước sau đã thực hiện những thay đổi quan trọng nào so với bước trước đó?

Với Bài toán 1 có thể tách các dòng lệnh từ 4 đến 9 thành một hàm con độc lập được không?

Thực hiện thiết kế thuật toán và chương trình bằng phương pháp làm mịn dần theo các bài toán sau. Trao đổi, thảo luận với bạn bè để thiết lập được lời giải tốt hơn.

Nếu bài toán đặt ra là sắp xếp dãy A theo thứ tự giảm dần thì các bước thiết kế như trên có cần thay đổi không? Thay đổi như thế nào?

Trong các bước đã thực hiện của bài toán sắp xếp chèn ở trên, bước nào là đơn giản nhất theo nghĩa có thể thực hiện ngay bảng các lệnh lập trình.

Cùng trao đổi, thảo luận các bước thiết kế chương trình theo thuật toán sắp xếp chèn, từ đó đưa ra phương pháp chính khi thiết kế chương trình. Sau mỗi bước thiết kế cần trao đổi và trả lời các câu hỏi sau:

1. Bước này đã thực hiện được công việc gì?

2. Kết quả vừa thực hiện với kết quả của bước trước đó khác nhau như thế nào?

Em đã biết thiết kế một số thuật toán và chương trình: tìm kiếm tuần tự, tìm kiếm nhị phân, sắp xếp chèn, sắp xếp chọn, sắp xếp nổi bọt. Tất cả các thiết kế chương trình đó có điểm nào chung?

Theo em, để thiết kế một thuật toán đúng giải một bái toàn cho trước cần trải qua các bước như thế nào? Nêu quan điểm của riêng em và trao đổi với các bạn.

Hãy cho biết hàm sau thực hiện công việc gì? Xác định độ phức tạp thời gian của thuật toán.

def func(A):

       n=len(A)

       for i in range(n-1):

             for j in range(i+1,n):

                            if A[j] > A[j]:

                                          A[j],A[j] = A[j],A[i]

Giả sử rằng mỗi phép tính đơn được thực hiện trong micro giây (1 us = một phần triệu giây). Hãy xác định giá trị lớn nhất của n trong các thuật toán tìm kiếm tuần tự, sắp xếp chèn và sắp xếp chọn nếu thời gian thực thi các thuật toán là 1 giây, 1 phút và 1 giờ?

Cho biết hàm sau sẽ trả về giá trị là bao nhiêu? Xác định độ phức tạp thời gian O- lớn của chương trình.

def Mystery(n):

      r=0

      for i in range(n-1):

            for j in range(i+1,n):

                    for k in range(1,j):

                         r=r+1

    return r

Xác định độ phức tạp của thuật toán sắp xếp nổi bọt sau:

def BubbleSort(A):

n = len(A)

for i in range(n-1):

    for j in range(n-1-i):

          if A[j] > A[j+1]:

                   A[j],A[j+1] = A[j+1]1,A[j]

Biết cách phân tích, đánh giá độ phức tạp thuật toán là kĩ năng quan trọng của người thiết kế thuật toán và chương trình. Các quy tắc đơn giản tính độ phức tạp thời gian mang lại cho em điều gì khi đánh giá thuật toán?

Em hãy thiết lập chương trình và tính thời gian chạy thực tế trên máy tính của các chương trình 1 và 2 ở Hình 24.2 với các giá trị n khác nhau từ đó thấy được ý nghĩa sự khác biệt độ phức tạp thời gian của hai chương trình này.

Xác định độ phức tạp thời gian của thuật toán sắp xếp chọn đã được học trong bài 21.

Xác định độ phức tạp thời gian tính toán cho chương trình sau:

n = 1000

sum = 0 

i = 1

while i <n;

               i = i*2

               sum = sum + 1

print (sum)

Áp dụng các quy tác trên để tính độ phức tạp của các hàm thời gian sau:

a) T(n) = n³ + nlogn + 2n + 1.

b) T(n) = 3n⁴ + 2n²logn + 10.

Đọc, quan sát, thảo luận để biết một số quy tắc đơn giản tính độ phức tạp thời gian thuật toán.

Tính độ phức tạp của các hàm thời gian sau:

a) T(n) = 2n(n - 2) + 4.

b) T(n) = n³ + 5n - 3.

Cùng trao đổi và tìm hiểu cách phân loại thuật toán dựa trên độ phức tạp thời gian thuật toán.

Khẳng định "Trong mọi chương trình chỉ có đúng một phép toán tích cực" là đúng hay sai?

Các lệnh và đoạn chương tình sau cần chạy trong bao nhiêu đơn vị thời gian?

Quan sát và thực hiện đánh giá thời gian chạy của các chương trình 1 và 2 trong Hình 24.2. Từ đó biết và hiểu được cách đánh giá thời gian thực hiện chương trình.

Quan sát và ước lượng thời gian thực hiện các đoạn chương trình 1 và 2 trong Hình 24.2. Chương trình nào chạy nhanh hơn? Vì sao?

Viết ba chương trình mô phỏng các thuật toán sắp xếp chèn, sắp xếp chọn và sắp xếp nổi bọt mà em đã biết. Cho biết thời gian thực tế thực hiện các chương trình trên với bộ dữ liệu đầu vào là dãy A = {3, 1, 0, 10, 13, 16, 9,7, 5, T1]

Cho dãy các số A = (3, 1, 0, 10, 13, 16, 9, 7, 5, 11].

a) Viết chương trình mô tả thuật toán tìm kiếm phần tử C = 9 của dãy trên. Tính thời gian chính xác thực hiện công việc tìm kiếm này.

b) Giả sử dây A ở trên đã được sắp xếp theo thứ tự tăng dần: A= [0,1,3,5,7,9,10,11,13, 16]. Viết chương trình tìm kiếm nhị phân để tìm kiếm phân tử C = 9, đo thời gian thực hiện thuật toán. So sánh với kết quả 1ìm kiếm ở câu a.

Xét hàm mô tả thuật toán tính tổng các số chẵn của một dãy số cho trước.

def tongchan(A):

          s=0

          for i in range(len(A)):

                                if A[i]%2==0:

                                          s=s+A[i]

          return s

Tìm hai bộ dữ liệu đầu vào có cùng kích thước của thuật toán trên nhưng có thời gian chạy khác nhau.

Hãy xây dựng các bộ dữ liệu kiểm thử đề tìm lỗi cho chương trình tính n! với n là một số nguyên dương nhập từ bàn phím.

n=int(input(“nhập số n:”))

if n>0:

                                giaithua=1

                                for i in range(1,n+1):

                                                               giaithua=giaithua*i

                                print(n,”giai thừa bằng:”,giaithua)

Hai tiêu chỉ đánh giá độ phức tạp tính toán quan trọng nhất là gì?