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Algoritmi di ricerca

Algoritmi di ricerca sono strumenti essenziali in informatica utilizzati per individuare elementi specifici all'interno di una raccolta di dati. Questi algoritmi sono progettati per navigare in modo efficiente attraverso le strutture dati per trovare le informazioni desiderate, rendendoli fondamentali in varie applicazioni come database, motori di ricerca web e altro ancora.

Algoritmo di ricerca

Tabella dei contenuti



Cos'è la ricerca?

La ricerca è il processo fondamentale di individuare un elemento o un elemento specifico all'interno di una raccolta di dati . Questa raccolta di dati può assumere varie forme, come array, elenchi, alberi o altre rappresentazioni strutturate. L'obiettivo principale della ricerca è determinare se l'elemento desiderato esiste all'interno dei dati e, in tal caso, identificarne la posizione precisa o recuperarlo. Svolge un ruolo importante in varie attività computazionali e applicazioni del mondo reale, tra cui il recupero delle informazioni, l'analisi dei dati, i processi decisionali e altro ancora.

Ricerca terminologica:

Elemento di destinazione:

Nella ricerca, c'è sempre un elemento o un elemento di destinazione specifico che desideri trovare all'interno della raccolta dati. Questo obiettivo potrebbe essere un valore, un record, una chiave o qualsiasi altra entità di dati di interesse.

Spazio di ricerca:

Lo spazio di ricerca si riferisce all'intera raccolta di dati all'interno della quale si sta cercando l'elemento di destinazione. A seconda della struttura dei dati utilizzata, lo spazio di ricerca può variare in dimensioni e organizzazione.

Complessità:

La ricerca può avere diversi livelli di complessità a seconda della struttura dei dati e dell'algoritmo utilizzato. La complessità viene spesso misurata in termini di esigenze di tempo e spazio.

Deterministico vs. non deterministico:

Alcuni algoritmi di ricerca, come ricerca binaria , sono deterministici, nel senso che seguono un approccio chiaro e sistematico. Altri, come la ricerca lineare, non sono deterministici, poiché nel peggiore dei casi potrebbe essere necessario esaminare l'intero spazio di ricerca.

Importanza della ricerca nei DSA:

  • Efficienza: Algoritmi di ricerca efficienti migliorano le prestazioni del programma.
  • Recupero dei dati: Trova e recupera rapidamente dati specifici da set di dati di grandi dimensioni.
  • Sistemi di database: Consente l'interrogazione rapida dei database.
  • Risoluzione dei problemi: Utilizzato in una vasta gamma di attività di risoluzione dei problemi.

Applicazioni della ricerca:

Gli algoritmi di ricerca hanno numerose applicazioni in vari campi. Ecco alcune applicazioni comuni:

  • Recupero delle informazioni: I motori di ricerca come Google, Bing e Yahoo utilizzano sofisticati algoritmi di ricerca per recuperare informazioni rilevanti da grandi quantità di dati sul web.
  • Sistemi di database: La ricerca è fondamentale nei sistemi di database per recuperare record di dati specifici in base alle query degli utenti, migliorando l'efficienza nel recupero dei dati.
  • E-commerce: La ricerca è fondamentale nelle piattaforme di e-commerce affinché gli utenti possano trovare rapidamente i prodotti in base alle loro preferenze, specifiche o parole chiave.
  • Rete: Nelle reti, gli algoritmi di ricerca vengono utilizzati per instradare i pacchetti in modo efficiente attraverso le reti, trovare percorsi ottimali e gestire le risorse di rete.
  • Intelligenza artificiale: Gli algoritmi di ricerca svolgono un ruolo vitale nelle applicazioni di intelligenza artificiale, come la risoluzione di problemi, i giochi (ad esempio gli scacchi) e i processi decisionali
  • Riconoscimento dei modelli: Gli algoritmi di ricerca vengono utilizzati nelle attività di corrispondenza dei modelli, come il riconoscimento delle immagini, il riconoscimento vocale e il riconoscimento della grafia.

Nozioni di base sugli algoritmi di ricerca:

  • Introduzione alla ricerca: tutorial sulla struttura dei dati e sugli algoritmi
  • Importanza della ricerca nella struttura dei dati
  • Qual è lo scopo dell'algoritmo di ricerca?

Algoritmi di ricerca:

  • Ricerca lineare
  • Ricerca lineare sentinella
  • Ricerca binaria
  • Ricerca meta binaria | Ricerca binaria unilaterale
  • Ricerca ternaria
  • Salta la ricerca
  • Ricerca per interpolazione
  • Ricerca esponenziale
  • Ricerca di Fibonacci
  • La ricerca binaria onnipresente

Confronti tra diversi algoritmi di ricerca:

  • Ricerca lineare e ricerca binaria
  • Ricerca per interpolazione vs ricerca binaria
  • Perché la ricerca binaria è preferita rispetto alla ricerca ternaria?
  • La ricerca lineare Sentinel è migliore della ricerca lineare normale?

Implementazioni della libreria degli algoritmi di ricerca:

Problemi facili nella ricerca:

  • Trova i tre elementi più grandi in un array
  • Trova il numero mancante
  • Trova il primo elemento ripetuto in un array di numeri interi
  • Trova il numero mancante e ripetuto
  • Cerca, inserisci ed elimina in un array ordinato
  • Contare 1 in un array binario ordinato
  • Due elementi la cui somma è più vicina allo zero
  • Trova una coppia con la differenza data
  • k elementi più grandi (o più piccoli) in un array
  • K-esimo elemento più piccolo in un array 2D ordinato per riga e per colonna
  • Trova elementi comuni in tre array ordinati
  • Soffitto in una matrice ordinata
  • Pavimento in una matrice ordinata
  • Trova l'elemento massimo in un array che prima aumenta e poi diminuisce
  • Dato un array di dimensione n e un numero k, trova tutti gli elementi che appaiono più di n/k volte

Problemi medi nella ricerca:

  • Trova tutte le triplette con somma zero
  • Trova l'elemento prima del quale tutti gli elementi sono più piccoli di esso e dopo il quale tutti sono maggiori
  • Trova la somma della coppia più grande in un array non ordinato
  • K'esimo elemento più piccolo/più grande nell'array non ordinato
  • Cerca un elemento in un array ordinato e ruotato
  • Trova l'elemento minimo in un array ordinato e ruotato
  • Trova un elemento di punta
  • Massimo e minimo di un array che utilizza il numero minimo di confronti
  • Trova un punto fisso in una determinata matrice
  • Trova le k parole più frequenti da un file
  • Trova k elementi più vicini a un dato valore
  • Dato un array ordinato e un numero x, trova la coppia nell'array la cui somma è più vicina a x
  • Trova la coppia più vicina da due array ordinati
  • Trova tre elementi più vicini da tre array ordinati dati
  • Ricerca binaria di numeri razionali senza utilizzare l'aritmetica in virgola mobile

Problemi difficili nella ricerca:

  • Mediana di due array ordinati
  • Mediana di due array ordinati di dimensioni diverse
  • Cerca in un array quasi ordinato
  • Trova la posizione di un elemento in una matrice ordinata di numeri infiniti
  • Dato un array ordinato e ruotato, trova se esiste una coppia con una determinata somma
  • K'esimo elemento più piccolo/più grande nell'array non ordinato | Caso peggiore del tempo lineare
  • K'esimo elemento più grande in un flusso
  • Miglior prima ricerca (ricerca informata)

Link veloci:

  • “Problemi pratici” sulla ricerca
  • 'Quiz' sulla ricerca

Consigliato:

  • Impara la struttura dei dati e gli algoritmi | Tutorial DSA