Chapter 8 Searching

1. Chapter 8Searching WATTANAPONGSUTTAPAK Software Engineering, School of Information Communication Technology, University of PHAYAO

2. จุดประสงค์ บทเรียนที่ 5 Sequential Searching Binary Searching Depth-First Search Breadth-First Search

3. Sequential Searching

4. Sequential Searching หมายถึงการค้นหาในรูปทั่วไป โดยนำไปเปรียบเทียบทีละค่า Linear Searching เช่น A = {12 , 15, 7, 8, 9, 11, 23, 1, 4, 20, 3, 17 , 16} ค้นหา 11 found = 0; for i=1 to A.length if A[i] == 11 found = i; end if end for

5. Binary Searching

6. Binary Searching • การค้นหาในรูปแบบแบ่งสองส่วน • devide and conquer • binary search tree • ตัวอย่างการค้นหา 2 • A = {1,2,3,4,5,6,7,8,11} 1 2 3 4 5 6 7 8 11 1 2 3 4 5 6 7 8 11 1 23 4 5 6 7 8 11

7. Binary Searching • การค้นหาในรูปแบบแบ่งสองส่วน • devide and conquer • binary search tree • ตัวอย่างการค้นหา 2 6 4 8 2 5 7 11 1 3

8. Exercise ให้เขียนโปรแกรมเปรียบเทียบการทำงานระหว่าง sequential search และ binary searching binary searching ให้เขียนทั้งสองวิธีการ เปรียบเทียบผลที่ได้ ข้อดีข้อเสียของแต่ละวิธี

9. Depth-First Search

10. A B C D E F G H I J K L M N O P Q Depth-First Search A B E H N A B E H A B E A B E I A B E I O A B E I A B E I P A B E I A B E A B A A C … ใช้ stack A A B A B D A B A B E A B E H A B E H L A B E H A B E H M A B E H A B E H N

11. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A B D H G E

12. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A B D H G E D D

13. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A B D H G E C D D C

14. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A B D H G E D D C

15. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A B D H G E E D D C E

16. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A B D H G E D G E D C E G

17. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A B D H G E D H G E D C E G H

18. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A B H G E D B D H G E D C E G H B

19. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A H G E D B D H G E D C E G H B

20. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A A H G E D B D H G E D C E G H B A

21. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A H G E D B D H G E D C E G H B A

22. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A G E D B D H G E D C E G H B A

23. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A E D B D H G E D C E G H B A

24. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A D B D H G E D C E G H B A

25. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A F D B D H G E D C E G H B A F

26. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A D B D H G E D C E G H B A F

27. Depth-First Search การหาเส้นทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่ง Visited Node F C A B D H G E D C E G H B A F

28. Exercise ให้เขียนโปรแกรมเพื่อหาเส้นทางทั้งหมด จากจุด D ไปยัง B F C A B D H G E

29. Breadth-First Search

30. A B C D E F G H I J K L M N O P Q Breadth-First Search ใช้ queue A A B A B C A B C D E A B C D E F G A B C D E F G H I J K A … Q

31. Breadth-First Search F C A B D H G E

32. Breadth-First Search D F C A B D H G E

33. Breadth-First Search D D-C D-E D-F F C A B D H G E

34. Breadth-First Search D D-C D-E D-F D-E-G F C A B D H G E

35. Breadth-First Search D D-C D-E D-F D-E-G D-E-G-H F C A B D H G E

36. Breadth-First Search D D-C D-E D-F D-E-G D-E-G-H D-E-G-H-A D-E-G-H-B F C A B D H G E

37. Depth-First Search VS Breadth-First Search Sudoku

38. Depth-First Search VS Breadth-First Search Silly Sort ให้หาผลรวมของตัวเลขที่มีการสลับตำแหน่งกัน โดยผลรวมที่ได้ต้องมีค่าน้อยสุด input บรรทัดแรกเป็นจำนวนตัวเลขที่ต้องการเรียงลำดับ แทนด้วย n เมื่อ บรรทัดที่สองเป็นตัวเลขแต่ละตัวที่ต้องการเรียงลำดับ a1 a2 a3 … an โดย output แสดงผลรวมที่น้อยที่สุดของตัวเลขที่สลับลำดับ

39. Silly sort ลำดับเลข 1 8 9 7 6 คำตอบคือ ผลรวมตัวเลขสลับตำแหน่งน้อยที่สุดเท่ากับ 41 • วิธีที่ 1 ย้ายตำแหน่งที่ไม่ตรงกับตำแหน่งที่เรียงลำดับแล้ว • ลำดับการสลับตำแหน่งที่น้อยที่สุดคือ • 1 8 9 7 6 เป้าหมายคือ 1 6 7 8 9 • ถ้าคิดง่ายที่สุดคือ เก็บ 1 ไว้ตำแหน่งเดิม แล้วย้ายตัวที่ตำแหน่งตรงกัน นั่นคือ 8,7 9,6 ผลรวม 30 • จะได้ 1 7 6 8 9 จากนั้นย้าย 7 6 ผลรวม 13+30 = 43 • วิธีที่ 2 ย้ายตำแหน่งตัวเลขโดยใช้เลขที่น้อยที่สุดเป็นตัวย้าย • ใช้ 1 เป็นตัวย้ายเลขอื่น • 1,6(7) >>> 6 8 9 7 1 >1,9(17) >>> 6 8 1 7 9 > 1,7(25) >>> 6 8 7 1 9 • 1,8(34) >>> 6 1 7 8 9 >> 1,6(41) >>> 1 6 7 8 9 • คำตอบที่ดีที่สุดคือ วิธี 2 • แล้วรู้ได้อย่างไรว่าต้องใช้ 1 ในการสับเปลี่ยน

40. Depth-First Search VS Breadth-First Search Maze http://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=File%3AMAZE_30x20_DFS.ogv

41. Initial call PuzzleSolve ( 3 , () ,{ a , b , c } ) PuzzleSolve ( 2 , b ,{ a , c } ) PuzzleSolve ( 2 , c ,{ a , b } ) PuzzleSolve ( 2 , a ,{ b , c } ) PuzzleSolve ( 1 , ab ,{ c } ) PuzzleSolve ( 1 , ba ,{ c } ) PuzzleSolve ( 1 , ca ,{ b } ) bac cab abc PuzzleSolve ( 1 , ac ,{ b } ) PuzzleSolve ( 1 , bc ,{ a } ) PuzzleSolve ( 1 , cb ,{ a } ) acb cba bca ตัวอย่างโจทย์ Breadth-First Search Puzzle Solve

42. ตัวอย่างโจทย์ Breadth-First Search Subset SUM ให้หาจำนวนครั้งที่เกิดผลรวมเท่ากับ 18