Xã hội hiện nay đang chứng kiến một cuộc cách mạng to lớn trong lĩnh vực công nghệ. Các phát minh mới liên tục được cập nhật. Những phát minh này thường xuất phát từ những chương trình gia cố có khả năng chi phối và thao túng các xu hướng công nghệ đang diễn ra. Trong số đó, mã hóa và thuật toán là hai khái niệm không thể thiếu, chúng được sử dụng để phát triển các chương trình cạnh tranh.
Khai thác các thuật toán hàng đầu
Với một chương trình thành công và có tầm ảnh hưởng, việc khai thác một thuật toán tốt nhất đúng và chính xác là điều tất yếu. Dưới đây là 10 thuật toán hàng đầu được sử dụng rộng rãi trong lập trình và phát triển web.
1. Hashing
Hình ảnh: Các thuật toán Hashing
Theo một nghiên cứu, thuật toán Hashing được sử dụng để phát hiện và xác định dữ liệu thích hợp thông qua key và ID. Nó có vai trò mở rộng việc phát hiện lỗi, quản lý bộ nhớ cache, mã hóa và tra cứu. Thuật toán Hashing tích hợp các khóa phù hợp và cho các giá trị chính xác. Ngoài ra, nó cũng có thể được sử dụng như một định danh duy nhất cho các tập dữ liệu và phép tính toán không trùng lắp. Thuật toán này thường được áp dụng trong các bộ định tuyến để lưu trữ địa chỉ IP.
2. Thuật toán tìm kiếm (Search Algorithms)
Thuật toán tìm kiếm thường được áp dụng cho các cấu trúc dữ liệu tuyến tính hoặc đồ họa. Thuật toán tìm kiếm tuyến tính, còn được gọi là tìm kiếm nhị phân, giúp nhà phát triển tìm kiếm hiệu quả trên các tập dữ liệu được sắp xếp với độ phức tạp thời gian O(log N). Thuật toán tìm kiếm nhị phân chia danh sách thành hai nửa cho đến khi tìm thấy mục được yêu cầu. Ngoài ra, nó cũng được sử dụng để gỡ rối các vấn đề liên quan đến git bisection. Thuật toán tìm kiếm này còn được biết đến với chức năng BFS (Chiều sâu/Chiều rộng Tìm kiếm Đầu tiên). Nó cho ta cấu trúc dữ liệu là một biểu đồ tròn hoặc hình cây đã bật chức năng tìm kiếm, xác định các tập dữ liệu cần thiết trong mô hình cây ngang. BFS rất phổ biến trong các công cụ tìm kiếm và cũng giúp định vị các con đường ngắn nhất giữa hai thành phố.
3. Thuật toán sắp xếp (Sort Algorithms)
Hình ảnh: Các thuật toán Sắp xếp
Các thuật toán sắp xếp thường được sử dụng để đặt dữ liệu theo cách có tổ chức. Trong thuật toán QuickSort, các thành phần dữ liệu được so sánh với nhau để xác định thứ tự tương ứng của chúng. Độ phức tạp thời gian của thuật toán này là O(nLogn). Tuy nhiên, Radix Sort là một kỹ thuật nhanh hơn QuickSort với độ phức tạp thời gian O(n). Các thuật toán sắp xếp khác bao gồm Sắp xếp hợp nhất, Sắp xếp nhóm và Sắp xếp đếm.
4. Thuật toán lập trình động (Dynamic Programming Algorithms)
Hình ảnh: Giá trị dự kiến của thuật toán lập trình động
Lập trình động là một hàm giải quyết vấn đề phức tạp bằng cách tách chúng thành các bài toán con nhỏ hơn và giải quyết từng bài toán con đó. Nó sử dụng bộ nhớ để lưu trữ các kết quả của các bài toán con đã giải quyết trước đó. Khi gặp lại vấn đề đã giải quyết trước đó, nó sẽ giải quyết nhanh hơn rất nhiều.
5. Phân tích liên kết (Link Analysis)
Phân tích liên kết thường được sử dụng trong lĩnh vực mạng để xác định quan hệ giữa các thực thể khác nhau trong một miền quan trọng đối với các công cụ tìm kiếm. Thuật toán này sử dụng biểu diễn đồ họa và ma trận phức tạp để liên kết các thực thể tương tự trong các miền hiện tại. Phân tích liên kết phổ biến trong các công cụ tìm kiếm như Google và các trang truyền thông xã hội như Facebook, Twitter.
6. Phép toán Mô-đun (Modulo Arithmetic Algorithms)
Nhiều thuật toán mã hóa phức tạp có thể được đơn giản hóa bằng cách sử dụng số học mô-đun. Trong số học mô-đun, các số chúng ta xử lý là các số nguyên và các phép toán được sử dụng là cộng, trừ, nhân và chia. Sự khác biệt duy nhất giữa số học mô-đun và số học thông thường là trong số học mô-đun, tất cả các hoạt động được thực hiện liên quan đến số nguyên dương, tức là mô đun.
7. Thuật toán xâu ký tự và phân tích cú pháp (String Matching and Parsing Algorithms)
Quy trình tạo xâu ký tự tương ứng và phân tích cú pháp luôn quan trọng đối với miền và phần tử mạng. Thuật toán xâu ký tự này giúp khớp xâu trong một chuỗi dài hoặc xác nhận chuỗi bằng cách phân tích cú pháp thông qua giới hạn được xác định trước. Các thuật toán này thường được sử dụng trong phát triển web cho URL.
8. Thuật toán biến đổi Fourier (Fourier Transform Algorithms)
Biến đổi Fourier là những thuật toán đơn giản nhưng rất mạnh. Chúng được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu từ miền thời gian sang miền tần số và ngược lại. Các mạng kỹ thuật số như Internet, WiFi, điện thoại, máy tính, bộ định tuyến, vệ tinh đều sử dụng thuật toán này để vận hành. Đây là những thuật toán bắt buộc phải biết nếu bạn chuyên sâu về mảng điện tử, điện toán hoặc viễn thông.
9. Thuật toán các tập không giao nhau (Disjoint Sets)
Thuật toán các tập không giao nhau là cấu trúc dữ liệu đại diện cho nhiều tập hợp trong mảng riêng lẻ. Được sử dụng trong các thuật toán đồ thị hoặc phân đoạn hình ảnh, các tập không giao nhau giúp kết nối các phần tử trong các tập hợp.
10. Hệ số tích phân (Integer Factorization)
Thuật toán lũy thừa số nguyên là thuật toán cung cấp hướng dẫn từng bước về cách tạo các thừa số nguyên tố của một số tổng hợp. Thuật toán này giải quyết các vấn đề phức tạp trong các nền tảng mã hóa yêu cầu bạn phải giải quyết các số nguyên phức hợp lớn.
Nguồn tại Technotification.
