[PDF] Méthodes de programmation Algorithmes de recherche tri et sélection





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Qu'est-ce que la recherché dichotomique ?

La recherche dichotomique (ou recherche par dichotomie) consiste à trouver un élément dans une séquence triée en divisant l'intervalle de recherche de moitié à chaque itération. La recherche par dichotomie permet de trouver l'élément recherché plus rapidement à condition que l'ensemble soit préalablement trié.

Comment calculer la complexité de la recherche dichotomique ?

Pour avoir N /2 k = 1 il faut k = log 2 N ; par conséquent, le nombre d'opérations de la recherche dichotomique est de l'ordre de log 2 N. Cette complexité est à comparer avec celle de la recherche séquentielle (exercice 3), dont nous avons vu qu'elle était de N / 2 en moyenne.

Quelle est la complexité de l'algorithme de recherche dichotomique ?

Voici une implémentation de l'algorithme de recherche dichotomique en utilisant une définition récursive. Cet algorithme est de complexité logarithmique. Pour des tableaux de grandes tailles, cela représente une différence énorme.

Quelle est la propriété de l’algorithme de recherche dichotomique?

Propriété4 18 Dans l’algorithme de recherche dichotomique, après division en deux de la zone de recherche, l’algorithmes’appellelui-mêmesurl’unedesdeuxmoitiés. C’estunalgorithmedetypeDiviser pour régnerquipeutseprogrammerrécursivementcommenousleverronsenterminaledanslechapitre surlarécursivité.

Méthodes de programmation Algorithmes de recherche tri et sélection

Methodesdeprogrammation

Algorithmesderecherche,

trietselection

MihaelaMATHIEU-JUGANARU

mathieu@emse.fr

2007-2008

Selection.Recherche.Tri

Hypothesesdetravail

EnsembleniE.Esous-ensembled'unensemble

debaseX(EX).

EnsembleXmunid'unerelationd'ordretotale

kEk=N.

E=fx1;x2;:::xNg

Problemes

Recherche

"Verierl'existenced'unelementdonne"

Six2X,trouversix2E.(trouveritelque

x=xi)

Selection

Trouverx=min(E)et/ouy=max(E)

c

M.MathieuGeneralites

Tri "Ordonnerenordrecroissant(oudecroissant) leselementsd'unensemble"

Trouverunepermutationdel'ensemble

f1;2;:::;Ng telleque8iAcherleselementsdeEdansl'ordreinduit par: x (1)x(2):::x(N) c

M.MathieuGeneralites

Schemad'etude:

{Complexitetheorique {Solutions {(Nouvelles)Structuresdedonneesetleurs solutions {(Solutionspourcasparticuliers) {Complexitepourchaquesolution c

M.MathieuGeneralites

Structuresdedonnees:

Structuresdedonnesconnues:Vecteuret

listecha^nee(ordonnesoupas)

Co^utdemiseenplaceetdemiseajour:

{insertion {suppression {(recherche)

Nouvellesstructures:tas,arbres...

c

M.MathieuGeneralites

Recherche

1.Problematiqueetcomplexitetheorique

non-ordonnes/ordonnes

3.Recherchedichotomique

Rechercheparinterpollation

4.Arbresbinairesderecherche

5.Arbresequilibres

6.Tablesdehachage

c

M.MathieuRecherche

Probleme:SoientEXuneensembledecles,

munid'unordretotaletx2X,veriersi x2E.

Veriersiunelementsetrouvedansunen-

nonindiquerundiagnosticd'erreuret/ouin- diquerlepluspetitelementquiledepasseou autresinformations...

Clemultiple:unevaleurquisetrouveplus

d'unefoisdansl'ensembleE.SiEadmetdecles multiples,encasderecherchesurunetellecle trouverlapremiere/derniere/unequelconque apparitiondecettecle.

D'apresKnuth[4]larechercheprendlaplu-

partdutempsdelaplupartdesprogrammes c

M.MathieuRecherche

Structuresdedonnees

Dictionnaire

:structurededonneesquiper- met: {insertion {supression {recherche

Exemples:listechainee,vecteurnon-ordonne

/ordonne,arbrederecherche,arbrerougeet noir,AVL,B-arbre,tabledehachage. c

M.MathieuRecherche

Complexite

Hypothese:

Onnefaitquedescomparaisons

entrexetxi2E.Leresultatd'unecomparai- sonest:=,ou.

Exemple:L'arbredescomparaisonspourl'en-

semblefx1;x2g. x1 : x

OUIx2 : x

OUIOUINONNONNONNON

x2 : x c

M.MathieuRecherche

Remarque1:Sivnudinterieurd'unarbre

decomparaisons,alorsdegre(v)=4ou3pour laracine;sinon,degre(v)=1.Chaquenud interieuracommedescendantauplus2autres nudsinterieurs.

Remarque2:

SiAarbredecomparaisons,alors

AaaumoinsNnudsinterieurs.

Theoreme:

Larecherched'unelementdans

unensembledetailleN,eneectuantquedes comparaisons,sefaitenexecutantaumoins dlogNecomparaisons.

Preuve:

SiAestl'arbredecomparaisonsd'une

tellerecherche,lenombredecomparaisonsest donneeparlahauteurdel'arbre.

Comptetenuderemarquesfaites,soitklahau-

teurminimaled'unarbredecomparisonayant aumoinsNnudsinterieurs.Alors:

1+2+:::+2k1 2 k1Donck=dlogNe.

c

M.MathieuRecherche

Recherchesequentielle

Principe:

Parcourirleselementsdel'ensemble

El'unapresl'autreenveriantl'egalite.

Pourtoutide1aNcomparerxetxi

ComplexiteenO(N)

Nombredecomparaisons:minimum1etmaxi-

mumN,six2E.Six=2E,entre1ouN+1 comparaisons. c

M.MathieuRecherche

intr_seq_vect_non_ord(intv[],intN,intx) inti; for(i=0;iNombremoyendecomparaisons:

M=p1+2p2+:::+NpN+(N+1)q,ou

p i=probabilitex=xi,i=1;N q=probabilitex=2E. NX i=1p i+q=1

Remarque:Lamethodederechercheestplus

ecace,sileselementslesplusfrequentssont placesversledebutdelastructure.

Sip1=p2=:::=pN,alors

M=p1N(N+1)

2+q(N+1)

c

M.MathieuRecherche

siq=0,M=N+12 siq=1

2,alorsM=3(N+1)4

Operationsavecuntableaunon-ordonne:

{insertion:O(1) {suppression:O(1)apresunerecherche intinsert_vect_non_ord( intv[],int*taille,intvaleur) v[*taille]=valeur; ++*taille; return; intsupp_vect_non_ord( intv[],int*taille,intposition) v[position]=v[*taille-1]; --*taille; return; c

M.MathieuRecherche

listerecherche_seq_liste_non_ord( listetete,intvaleur) listeaux; aux=tete; while((aux!=NULL)&&(aux->cle!=valeur)) aux=aux->next; returnaux;

Operationsavecunelistenon-ordonnee:

{recherche:O(N) {insertion:O(1) {suppression:O(N),i.e.O(1)apresunere- cherche. c

M.MathieuRecherche

intinsert_liste_non_ord( liste*tete,intvaleur) listeaux; aux->cle=valeur; aux->next=*tete; *tete=aux; intsupp_elt_liste_non_ord( liste*tete,intvaleur) listeaux,avant; if(*tete==NULL) returnFALSE; if((*tete)->cle==valeur) *tete=(*tete)->next; returnTRUE; else avant=*tete; aux=(*tete)->next; while((aux!=NULL) &&(aux->cle!=valeur)) avant=aux; aux=aux->next; if(aux==NULL) returnFALSE; else avant->next=aux->next; c

M.MathieuRecherche

intrecherche_seq_vecteur_ord( intv[],intN,intvaleur) inti; for(i=0;(iComplexitemoyenne: M=NX i=1ip i+NX i=0(i+1)qiou: p i=probabilitex=xi,i=1;N q

0=probabilitex q

N=probabilitex>xN

q i=probabilitexiM.MathieuRecherche

Sousl'hypothese:

p

1=p2=:::=pNetq0=q1=:::=qN

lenombremoyendecomparaisonsest:

M=p1N(N+1)

2+q0(N+1)(N+2)2

SiP(x2E)=1,alorsM=N+1

2.

SiP(x2E)=1

2,alorsM=2N+34(resultat

Operationssurtableauxordonnes:

{recherchesequentielleO(N) {suppression,insertion:O(N)

Remarque:

leminimumetlemaximumsetrouvent sitiondutableau. c

M.MathieuRecherche

listerecherche_seq_liste_ord( listetete,intvaleur) listeaux; aux=tete; while((aux!=NULL)&&(aux->clenext; if((aux!=NULL)&&(aux->cle==valeur)) returnaux; else returnNULL;

Recherche,insertion,suppressionentemps

lineaire(O(N)). c

M.MathieuRecherche

intsupp_elt_liste_ord( liste*tete,intvaleur) listeaux,avant; if(*tete==NULL) returnFALSE; if((*tete)->cle==valeur) *tete=(*tete)->next; returnTRUE; else avant=*tete; aux=(*tete)->next; while((aux!=NULL)&&(aux->clenext; if((aux==NULL)||(aux->cle>valeur)) returnFALSE; else avant->next=aux->next; c

M.MathieuRecherche

intinsert_liste_ord( liste*tete,intvaleur) listeaux; listetemp,prev; aux->cle=valeur; if(valeur<=(*tete)->cle) aux->next=*tete; *tete=aux; return; else prev=*tete; temp=(*tete)->next; while((temp!=NULL)&&(valeur>temp->cle)) prev=temp; temp=temp->next; prev->next=aux; aux->next=temp; return; c

M.MathieuRecherche

Recherchedichotomique

Applicableadesvecteursordonnes.

Remarquepreliminaire:

SoientTunvecteuror-

donneetxunelementquisetrouveentrele positiongetdduvecteur(gSix>T[j],alorsxsetrouvententrej+1etd.

Sixquotesdbs_dbs31.pdfusesText_37

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