[CTDL] Tìm kiếm một phần tử bên trong linked list (sử dụng vòng lặp và đệ quy)

Chào ace, bài này chúng ta sẽ tìm hiểu về Tìm kiếm một phần tử bên trong linked list trong series tự học về cấu trúc dữ liệu và giải thuật, sau đây cafedev sẽ giới thiệu và chia sẻ chi tiết(khái niệm, độ phức tạp, ứng dụng của nó, code ví dụ…) về nó thông qua các phần sau.

Trong bài học này chúng ta sẽ viết một hàm có chức năng tìm kiếm một key ‘x’ ở bên trong một singly linked list (danh sách liên kết đơn). Hàm này sẽ trả về true nếu x xuất hiện bên trong linked list, và trả về false trong trường hợp ngược lại.

bool search(Node *head, int x) 

Ví dụ, nếu key cần tìm kiếm là 15 và linked list có dạng 14 -> 21 -> 11 -> 30 -> 10, trong trường hợp này hàm search(Node *head, int x) sẽ trả về false. Tuy nhiên, nếu key cần tìm là 14, thì kết quả trả về sẽ là true.

1. Thuật toán sử dụng vòng lặp

1. Khởi tạo một con trỏ node, khai báo và khởi tạo một con trỏ current = head

2. Khi con trỏ current vẫn còn chưa NULL thì thực hiện những việc sau:

    a) Nếu current -> key bằng với key đang được tìm kiếm, thì return true luôn

    b) Nếu không thì gán current = current -> next và tiếp tục chạy vòng lặp

3. Khi mà con trỏ current đã NULL rồi, mà vẫn chưa tìm thấy key, vậy thì return false

Sau đây sẽ là đoạn code cài đặt cái thuật toán tìm kiếm một key cụ thể trong một linked list sử dụng vòng lặp đã nêu ở trên, được viết bằng nhiều ngôn ngữ lập trình: 

CODE VÍ DỤ ĐƯỢC VIẾT BẰNG C++ C Java Python C#

C

// Iterative C program to search an element in linked list 
#include<stdio.h> 
#include<stdlib.h> 
#include<stdbool.h> 
  
/* Link list node */
struct Node 
{ 
    int key; 
    struct Node* next; 
}; 
  
/* Given a reference (pointer to pointer) to the head 
  of a list and an int, push a new node on the front 
  of the list. */
void push(struct Node** head_ref, int new_key) 
{ 
    /* allocate node */
    struct Node* new_node = 
            (struct Node*) malloc(sizeof(struct Node)); 
  
    /* put in the key  */
    new_node->key  = new_key; 
  
    /* link the old list off the new node */
    new_node->next = (*head_ref); 
  
    /* move the head to point to the new node */
    (*head_ref)    = new_node; 
} 
  
/* Checks whether the value x is present in linked list */
bool search(struct Node* head, int x) 
{ 
    struct Node* current = head;  // Initialize current 
    while (current != NULL) 
    { 
        if (current->key == x) 
            return true; 
        current = current->next; 
    } 
    return false; 
} 
  
/* Driver program to test count function*/
int main() 
{ 
    /* Start with the empty list */
    struct Node* head = NULL; 
    int x = 21; 
  
    /* Use push() to construct below list 
     14->21->11->30->10  */
    push(&head, 10); 
    push(&head, 30); 
    push(&head, 11); 
    push(&head, 21); 
    push(&head, 14); 
  
    search(head, 21)? printf("Yes") : printf("No"); 
    return 0; 
} 

C++

// Iterative C++ program to search  
// an element in linked list  
#include <bits/stdc++.h> 
using namespace std;  
  
/* Link list node */
class Node  
{  
    public: 
    int key;  
    Node* next;  
};  
  
/* Given a reference (pointer to pointer) to the head  
of a list and an int, push a new node on the front  
of the list. */
void push(Node** head_ref, int new_key)  
{  
    /* allocate node */
    Node* new_node = new Node(); 
  
    /* put in the key */
    new_node->key = new_key;  
  
    /* link the old list off the new node */
    new_node->next = (*head_ref);  
  
    /* move the head to point to the new node */
    (*head_ref) = new_node;  
}  
  
/* Checks whether the value x is present in linked list */
bool search(Node* head, int x)  
{  
    Node* current = head; // Initialize current  
    while (current != NULL)  
    {  
        if (current->key == x)  
            return true;  
        current = current->next;  
    }  
    return false;  
}  
  
/* Driver program to test count function*/
int main()  
{  
    /* Start with the empty list */
    Node* head = NULL;  
    int x = 21;  
  
    /* Use push() to construct below list  
    14->21->11->30->10 */
    push(&head, 10);  
    push(&head, 30);  
    push(&head, 11);  
    push(&head, 21);  
    push(&head, 14);  
  
    search(head, 21)? cout<<"Yes" : cout<<"No";  
    return 0;  
}  
  

Java

// Iterative Java program to search an element 
// in linked list 
  
//Node class 
class Node 
{ 
    int data; 
    Node next; 
    Node(int d) 
    { 
        data = d; 
        next = null; 
    } 
} 
  
//Linked list class 
class LinkedList 
{ 
    Node head;    //Head of list 
  
    //Inserts a new node at the front of the list 
    public void push(int new_data) 
    { 
        //Allocate new node and putting data 
        Node new_node = new Node(new_data); 
  
        //Make next of new node as head 
        new_node.next = head; 
  
        //Move the head to point to new Node 
        head = new_node; 
    } 
  
    //Checks whether the value x is present in linked list 
    public boolean search(Node head, int x) 
    { 
        Node current = head;    //Initialize current 
        while (current != null) 
        { 
            if (current.data == x) 
                return true;    //data found 
            current = current.next; 
        } 
        return false;    //data not found 
    } 
  
    //Driver function to test the above functions 
    public static void main(String args[]) 
    { 
  
        //Start with the empty list 
        LinkedList llist = new LinkedList(); 
  
        /*Use push() to construct below list 
        14->21->11->30->10  */
        llist.push(10); 
        llist.push(30); 
        llist.push(11); 
        llist.push(21); 
        llist.push(14); 
  
        if (llist.search(llist.head, 21)) 
            System.out.println("Yes"); 
        else
            System.out.println("No"); 
    } 
} 

Python

# Iterative Python program to search an element 
# in linked list 
  
# Node class 
class Node: 
      
    # Function to initialise the node object 
    def __init__(self, data): 
        self.data = data # Assign data 
        self.next = None # Initialize next as null 
  
# Linked List class 
class LinkedList: 
    def __init__(self): 
        self.head = None # Initialize head as None 
  
    # This function insert a new node at the 
    # beginning of the linked list 
    def push(self, new_data): 
      
        # Create a new Node 
        new_node = Node(new_data) 
  
        # 3. Make next of new Node as head 
        new_node.next = self.head 
  
        # 4. Move the head to point to new Node 
        self.head = new_node 
  
    # This Function checks whether the value 
    # x present in the linked list  
    def search(self, x): 
  
        # Initialize current to head 
        current = self.head 
  
        # loop till current not equal to None 
        while current != None: 
            if current.data == x: 
                return True # data found 
              
            current = current.next
          
        return False # Data Not found 
  
  
# Code execution starts here 
if __name__ == '__main__': 
  
    # Start with the empty list 
    llist = LinkedList() 
  
    ''' Use push() to construct below list 
        14->21->11->30->10 '''
    llist.push(10); 
    llist.push(30); 
    llist.push(11); 
    llist.push(21); 
    llist.push(14); 
  
    if llist.search(21): 
        print("Yes") 
    else: 
        print("No") 

C#

// Iterative C# program to search an element 
// in linked list 
using System; 
  
// Node class 
public class Node 
{ 
    public int data; 
    public Node next; 
    public Node(int d) 
    { 
        data = d; 
        next = null; 
    } 
} 
  
// Linked list class 
public class LinkedList 
{ 
    Node head; // Head of list 
  
    // Inserts a new node at the front of the list 
    public void push(int new_data) 
    { 
        // Allocate new node and putting data 
        Node new_node = new Node(new_data); 
  
        // Make next of new node as head 
        new_node.next = head; 
  
        // Move the head to point to new Node 
        head = new_node; 
    } 
  
    // Checks whether the value x is present in linked list 
    public bool search(Node head, int x) 
    { 
        Node current = head; // Initialize current 
        while (current != null) 
        { 
            if (current.data == x) 
                return true; // data found 
            current = current.next; 
        } 
        return false; // data not found 
    } 
  
    // Driver code 
    public static void Main(String []args) 
    { 
  
        // Start with the empty list 
        LinkedList llist = new LinkedList(); 
  
        /*Use push() to construct below list 
        14->21->11->30->10 */
        llist.push(10); 
        llist.push(30); 
        llist.push(11); 
        llist.push(21); 
        llist.push(14); 
  
        if (llist.search(llist.head, 21)) 
            Console.WriteLine("Yes"); 
        else
            Console.WriteLine("No"); 
    } 
} 

Kết quả in ra là:

Yes

2. Thuật toán sử dụng đệ quy

Ở bên trong hàm bool search(head, x) chúng ta sẽ làm:

1. Nếu con trỏ head là NULL, return false luôn.

2. Nếu key của con trỏ head bằng với x, return true (đã tìm thấy sự hiện diện của key trong liked list).

3. Nếu không phải cả hai trường hợp trên thì return search(head->next, x) để tiếp tục gọi đến hàm đệ quy để chạy thuật toán

Sau đây sẽ là đoạn code cài đặt cái thuật toán tìm kiếm một key cụ thể trong một linked list sử dụng đệ quy đã nêu ở trên, được viết bằng nhiều ngôn ngữ lập trình: 

CODE VÍ DỤ ĐƯỢC VIẾT BẰNG C++ C Java Python C#

C

// Recursive C program to search an element in linked list 
#include<stdio.h> 
#include<stdlib.h> 
#include<stdbool.h> 
/* Link list node */
struct Node 
{ 
    int key; 
    struct Node* next; 
}; 
  
/* Given a reference (pointer to pointer) to the head 
  of a list and an int, push a new node on the front 
  of the list. */
void push(struct Node** head_ref, int new_key) 
{ 
    /* allocate node */
    struct Node* new_node = 
            (struct Node*) malloc(sizeof(struct Node)); 
  
    /* put in the key  */
    new_node->key  = new_key; 
  
    /* link the old list off the new node */
    new_node->next = (*head_ref); 
  
    /* move the head to point to the new node */
    (*head_ref)    = new_node; 
} 
  
/* Checks whether the value x is present in linked list */
bool search(struct Node* head, int x) 
{ 
    // Base case 
    if (head == NULL) 
        return false; 
      
    // If key is present in current node, return true 
    if (head->key == x) 
        return true; 
  
    // Recur for remaining list 
    return search(head->next, x); 
} 
  
/* Driver program to test count function*/
int main() 
{ 
    /* Start with the empty list */
    struct Node* head = NULL; 
    int x = 21; 
  
    /* Use push() to construct below list 
     14->21->11->30->10  */
    push(&head, 10); 
    push(&head, 30); 
    push(&head, 11); 
    push(&head, 21); 
    push(&head, 14); 
  
    search(head, 21)? printf("Yes") : printf("No"); 
    return 0; 
} 

C++

// Recursive C++ program to search 
// an element in linked list  
#include <bits/stdc++.h>  
using namespace std; 
  
/* Link list node */
struct Node  
{  
    int key;  
    struct Node* next;  
};  
  
/* Given a reference (pointer to pointer) to the head  
of a list and an int, push a new node on the front  
of the list. */
void push(struct Node** head_ref, int new_key)  
{  
    /* allocate node */
    struct Node* new_node =  
            (struct Node*) malloc(sizeof(struct Node));  
  
    /* put in the key */
    new_node->key = new_key;  
  
    /* link the old list off the new node */
    new_node->next = (*head_ref);  
  
    /* move the head to point to the new node */
    (*head_ref) = new_node;  
}  
  
/* Checks whether the value x is present in linked list */
bool search(struct Node* head, int x)  
{  
    // Base case  
    if (head == NULL)  
        return false;  
      
    // If key is present in current node, return true  
    if (head->key == x)  
        return true;  
  
    // Recur for remaining list  
    return search(head->next, x);  
}  
  
/* Driver code*/
int main()  
{  
    /* Start with the empty list */
    struct Node* head = NULL;  
    int x = 21;  
  
    /* Use push() to construct below list  
    14->21->11->30->10 */
    push(&head, 10);  
    push(&head, 30);  
    push(&head, 11);  
    push(&head, 21);  
    push(&head, 14);  
  
    search(head, 21)? cout << "Yes" : cout << "No";  
    return 0;  
}  

Java

// Recursive Java program to search an element 
// in linked list 
  
  
// Node class 
class Node 
{ 
    int data; 
    Node next; 
    Node(int d) 
    { 
        data = d; 
        next = null; 
    } 
} 
  
// Linked list class 
class LinkedList 
{ 
    Node head;    //Head of list 
  
    //Inserts a new node at the front of the list 
    public void push(int new_data) 
    { 
        //Allocate new node and putting data 
        Node new_node = new Node(new_data); 
  
        //Make next of new node as head 
        new_node.next = head; 
  
        //Move the head to point to new Node 
        head = new_node; 
    } 
  
    // Checks whether the value x is present 
    // in linked list 
    public boolean search(Node head, int x) 
    { 
        // Base case 
        if (head == null) 
            return false; 
  
        // If key is present in current node, 
        // return true 
        if (head.data == x) 
            return true; 
  
        // Recur for remaining list 
        return search(head.next, x); 
    } 
  
    // Driver function to test the above functions 
    public static void main(String args[]) 
    { 
        // Start with the empty list 
        LinkedList llist = new LinkedList(); 
  
        /* Use push() to construct below list 
           14->21->11->30->10  */
        llist.push(10); 
        llist.push(30); 
        llist.push(11); 
        llist.push(21); 
        llist.push(14); 
  
        if (llist.search(llist.head, 21)) 
            System.out.println("Yes"); 
        else
            System.out.println("No"); 
    } 
} 

Python

# Recursive Python program to  
# search an element in linked list 
  
# Node class 
class Node: 
      
    # Function to initialise  
    # the node object 
    def __init__(self, data): 
        self.data = data # Assign data 
        self.next = None # Initialize next as null 
  
class LinkedList: 
      
    def __init__(self): 
        self.head = None # Initialize head as None 
  
    # This function insert a new node at  
    # the beginning of the linked list 
    def push(self, new_data): 
      
        # Create a new Node 
        new_node = Node(new_data) 
  
        # Make next of new Node as head 
        new_node.next = self.head 
  
        # Move the head to  
        # point to new Node 
        self.head = new_node 
      
      
    # Checks whether the value key  
    # is present in linked list  
    def search(self, li, key): 
          
        # Base case 
        if(not li): 
            return False
          
        # If key is present in  
        # current node, return true 
        if(li.data == key): 
            return True
          
        # Recur for remaining list 
        return self.search(li.next, key) 
      
# Driver Code             
if __name__=='__main__': 
  
    li = LinkedList() 
      
    li.push(1) 
    li.push(2) 
    li.push(3) 
    li.push(4) 
      
    key = 4
      
    if li.search(li.head,key): 
        print("Yes") 
    else: 
        print("No") 

C#

// Recursive C# program to search  
// an element in linked list 
using System; 
  
// Node class 
public class Node 
{ 
    public int data; 
    public Node next; 
    public Node(int d) 
    { 
        data = d; 
        next = null; 
    } 
} 
  
// Linked list class 
public class LinkedList 
{ 
    Node head; //Head of list 
  
    //Inserts a new node at the front of the list 
    public void push(int new_data) 
    { 
        //Allocate new node and putting data 
        Node new_node = new Node(new_data); 
  
        //Make next of new node as head 
        new_node.next = head; 
  
        //Move the head to point to new Node 
        head = new_node; 
    } 
  
    // Checks whether the value x is present 
    // in linked list 
    public bool search(Node head, int x) 
    { 
        // Base case 
        if (head == null) 
            return false; 
  
        // If key is present in current node, 
        // return true 
        if (head.data == x) 
            return true; 
  
        // Recur for remaining list 
        return search(head.next, x); 
    } 
  
    // Driver code 
    public static void Main() 
    { 
        // Start with the empty list 
        LinkedList llist = new LinkedList(); 
  
        /* Use push() to construct below list 
        14->21->11->30->10 */
        llist.push(10); 
        llist.push(30); 
        llist.push(11); 
        llist.push(21); 
        llist.push(14); 
  
        if (llist.search(llist.head, 21)) 
            Console.WriteLine("Yes"); 
        else
            Console.WriteLine("No"); 
    } 
} 

Kết quả in ra là:

Yes

Nguồn và Tài liệu tiếng anh tham khảo:

• w3schools
• Geeksforgeeks
• codechef
• dev.to

Tài liệu từ cafedev:

• Full series tự học Cấu trúc dữ liệu và giải thuật  từ cơ bản tới nâng cao tại đây nha.
• Ebook về Cấu trúc dữ liệu và giải thuật tại đây.
• Các series tự học lập trình khác

Nếu bạn thấy hay và hữu ích, bạn có thể tham gia các kênh sau của cafedev để nhận được nhiều hơn nữa:

• Group Facebook
• Fanpage
• Youtube
• Instagram
• Twitter
• Linkedin
• Pinterest
• Trang chủ

Chào thân ái và quyết thắng!