*Thuật toán sắp xếp chèn (Insertion Sort):

import time

def insertion_sort(arr):

 n = len(arr)

 for i in range(1, n):

  key = arr[i]

  j = i - 1

  while j >= 0 and arr[j] > key:

   arr[j + 1] = arr[j]

   j -= 1

  arr[j + 1] = key

# Dãy số nguyên đầu vào

A = [3, 1, 0, 10, 13, 16, 9, 7, 5, 1]

# In dãy số nguyên trước khi sắp xếp

print("Dãy số nguyên trước khi sắp xếp:", A)

# Bắt đầu đo thời gian thực hiện thuật toán

start_time = time.time()

# Gọi hàm sắp xếp chèn

insertion_sort(A)

# Kết thúc đo thời gian thực hiện thuật toán

end_time = time.time()

# In dãy số nguyên sau khi sắp xếp

print("Dãy số nguyên sau khi sắp xếp:", A)

# In thời gian thực hiện thuật toán

print("Thời gian thực hiện thuật toán: {:.6f} giây".format(end_time - start_time))

Thời gian thực hiện là 0 giây

*Thuật toán sắp xếp chọn:

import time

def selection_sort(arr):

 n = len(arr)

 for i in range(n):

  min_idx = i

  for j in range(i + 1, n):

   if arr[j] < arr[min_idx]:

    min_idx = j

  arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]

# Dãy số nguyên đầu vào

A = [3, 1, 0, 10, 13, 16, 9, 7, 5, 1]

# In dãy số nguyên trước khi sắp xếp

print("Dãy số nguyên trước khi sắp xếp:", A)

# Bắt đầu đo thời gian thực hiện thuật toán

start_time = time.time()

# Gọi hàm sắp xếp chọn

selection_sort(A)

# Kết thúc đo thời gian thực hiện thuật toán

end_time = time.time()

# In dãy số nguyên sau khi sắp xếp

print("Dãy số nguyên sau khi sắp xếp:", A)

# In thời gian thực hiện thuật toán

print("Thời gian thực hiện thuật toán: {:.6f} giây".format(end_time - start_time))

Thời gian thực hiện là: 0 giây

*Thuật toán sắp xếp nổi bọt:

import time

def bubble_sort(arr):

 n = len(arr)

 for i in range(n - 1):

  for j in range(n - i - 1):

   if arr[j] > arr[j + 1]:

    arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]

# Dãy số nguyên đầu vào

A = [3, 1, 0, 10, 13, 16, 9, 7, 5, 1]

# In dãy số nguyên trước khi sắp xếp

print("Dãy số nguyên trước khi sắp xếp:", A)

# Bắt đầu đo thời gian thực hiện thuật toán

start_time = time.time()

# Gọi hàm sắp xếp nổi bọt

bubble_sort(A)

# Kết thúc đo thời gian thực hiện thuật toán

end_time = time.time()

# In dãy số nguyên sau khi sắp xếp

print("Dãy số nguyên sau khi sắp xếp:", A)

# In thời gian thực hiện thuật toán

print("Thời gian thực hiện thuật toán: {:.6f} giây".format(end_time - start_time))

Thời gian thực hiện là: 0 giây

THAM KHẢO!

1.Thuật toán sắp xếp chèn (Insertion Sort):

def insertion_sort(arr):

  for i in range(1, len(arr)):

   key = arr[i]

   j = i - 1

   while j >= 0 and arr[j] > key:

    arr[j + 1] = arr[j]

    j -= 1

   arr[j + 1] = key

  return arr

A = [5, 8, 1, 0, 10, 4, 3]

sorted_A = insertion_sort(A)

print("Dãy A sau khi sắp xếp chèn:", sorted_A)

2. Thuật toán sắp xếp chọn (Selection Sort):

def selection_sort(arr):

  for i in range(len(arr)):

   min_idx = i

   for j in range(i + 1, len(arr)):

    if arr[j] < arr[min_idx]:

     min_idx = j

   arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]

  return arr

A = [5, 8, 1, 0, 10, 4, 3]

sorted_A = selection_sort(A)

print("Dãy A sau khi sắp xếp chọn:", sorted_A)

3.Thuật toán sắp xếp nổi bọt (Bubble Sort):

def bubble_sort(arr):

  n = len(arr)

  for i in range(n - 1):

   for j in range(n - 1 - i):

    if arr[j] > arr[j + 1]:

     arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]

  return arr

A = [5, 8, 1, 0, 10, 4, 3]

sorted_A = bubble_sort(A)

print("Dãy A sau khi sắp xếp nổi bọt:", sorted_A)

Tại mỗi bước lặp của thuật toán, phần tử nhỏ nhất ở mảng con chưa được sắp xếp sẽ được di chuyển về đoạn đã sắp xếp.

- Bắt đầu từ vị trí đầu tiên của danh sách (bên trái), so sánh các cặp số với nhau, nếu không đúng thứ tự nhỏ-lớn thì đảo vị trí.
- Sau khi chạy tới cuối danh sách, tiếp tục chạy lại từ vị trí đầu danh sách cho đến khi hoàn thành so sánh và đảo vị trí.

Bước 1: i = 1;//giả sử có đoạn a[0] đã được sắp xếp

Bước 2: x = a[i];

Bước 3:

Tìm vị trí pos thích hợp trong đoạn a[0] đến a[i-1] để chèn a[i] vào danh sách.

Dời chỗ các phần tử từ a[pos] đến a[i-1] sang phải 1 vị trí để dành chổ cho a[i].

Bước 4: a[pos] = x;//chèn x, có đoạn a[0],…,a[i] đã được sắp.

Bước 5: i = i+1; nếu i < n -> lặp lại bước 2, ngược lại -> Dừng.

THAM KHẢO!

Nếu dãy ban đầu đã được sắp xếp, thì thuật toán sắp xếp chèn sẽ không thực hiện thay đổi nào trên dãy vì mỗi phần tử trong dãy đã đứng đúng vị trí của nó. Cụ thể, các bước của thuật toán sẽ được thực hiện như sau:

Xác định phần tử đầu tiên trong dãy là phần tử thứ 2 (i = 1), không cần thực hiện bất kỳ thay đổi nào vì phần tử này đã đứng đúng vị trí của nó trong dãy đã được sắp xếp.

Kiểm tra phần tử thứ 3 (i = 2) so với các phần tử trước nó trong dãy. Nếu phần tử này đã đứng đúng vị trí, không cần thực hiện thay đổi nào.

Tiếp tục kiểm tra và so sánh từng phần tử còn lại trong dãy với các phần tử trước nó. Nếu phần tử đang xét đã đứng đúng vị trí, không cần thực hiện thay đổi nào.

Sau khi kiểm tra hết các phần tử trong dãy, thuật toán kết thúc mà không có bất kỳ thay đổi nào được thực hiện trên dãy ban đầu, vì dãy đã được sắp xếp.

# Nhập dãy số từ bàn phím
lst = list(map(int, input("Nhập dãy số cách nhau bởi dấu cách: ").split()))

# Sắp xếp dãy số theo thuật toán sắp xếp chọn
for i in range(len(lst)):
   min_idx = i
   for j in range(i+1, len(lst)):
       if lst[j] < lst[min_idx]:
           min_idx = j
   lst[i], lst[min_idx] = lst[min_idx], lst[i]

# In kết quả ra màn hình
print("Dãy số đã sắp xếp:", lst)

1. Tính số lần lặp của vòng lặp bên trong của thuật toán sắp xếp chèn tuyến tính.

2. Tính số lần lặp của vòng lặp ngoài của thuật toán sắp xếp chèn tuyến tính.

3. Ước lượng độ phức tạp thời gian của thuật toán sắp xếp chèn tuyến tính:

Vòng lặp for bên ngoài kiểm soát việc thực hiện đúng n-1 bước.

Vòng lặp while lồng bên trong thực hiện đồng thời cùng lúc hai việc a) và b) theo cách dịch chuyển dần từng bước sang trái, từ vị trí i tới vị trí k+1

a)

import time

def linear_search(arr, x):

 """

 Tìm kiếm tuyến tính trong dãy arr để tìm giá trị x.

 Trả về vị trí của x trong dãy nếu x được tìm thấy, -1 nếu không tìm thấy.

 """

 n = len(arr)

 for i in range(n):

  if arr[i] == x:

   return i

 return -1

# Dãy số A

A = [3, 1, 0, 10, 13, 16, 9, 7, 5, 11]

# Phần tử cần tìm kiếm

C = 9

# Bắt đầu đo thời gian

start_time = time.perf_counter()

# Tìm kiếm phần tử C trong dãy A

result = linear_search(A, C)

# Kết thúc đo thời gian

end_time = time.perf_counter()

if result != -1:

 print(f"Phần tử {C} được tìm thấy tại vị trí {result} trong dãy A.")

else:

 print(f"Phần tử {C} không có trong dãy A.")

print(f"Thời gian thực hiện thuật toán: {end_time - start_time} giây.")

b)

import time

def binary_search(arr, x):

 """

 Tìm kiếm nhị phân trong dãy arr để tìm giá trị x.

 Trả về vị trí của x trong dãy nếu x được tìm thấy, -1 nếu không tìm thấy.

 """

 left, right = 0, len(arr) - 1

 while left <= right:

  mid = (left + right) // 2

  if arr[mid] == x:

   return mid

  elif arr[mid] < x:

   left = mid + 1

  else:

   right = mid - 1

 return -1

# Dãy số A đã được sắp xếp

A = [0, 1, 3, 5, 7, 9, 10, 11, 13, 16]

# Phần tử cần tìm kiếm

C = 9

# Bắt đầu đo thời gian

start_time = time.perf_counter()

# Tìm kiếm phần tử C trong dãy A bằng thuật toán tìm kiếm nhị phân

result = binary_search(A, C)

# Kết thúc đo thời gian

end_time = time.perf_counter()

if result != -1:

 print(f"Phần tử {C} được tìm thấy tại vị trí {result} trong dãy A.")

else:

 print(f"Phần tử {C} không có trong dãy A.")

print(f"Thời gian thực hiện thuật toán: {end_time - start_time} giây.")

-Thời gian thực hiện ở câu a là 8.99999,thời gian thực hiện ở câu b là 6,49999 giây.