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.
Nội dung chính
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:
Yes2. 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:
YesNguồn và Tài liệu tiếng anh tham khảo:
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:
Chào thân ái và quyết thắng!
