thuật toán là gì

Thuật toán (Algorithm), hay còn gọi là giải thuật, một cách đơn giản nhất, là một tập hợp hữu hạn các bước hướng dẫn rõ ràng, có trình tự xác định để giải quyết một vấn đề cụ thể hoặc thực hiện một nhiệm vụ nào đó.

Bạn có thể hình dung thuật toán giống như:

Công thức nấu ăn: Liệt kê các bước cụ thể để tạo ra một món ăn.
Hướng dẫn lắp ráp đồ nội thất: Chỉ dẫn từng bước để ghép các bộ phận thành một sản phẩm hoàn chỉnh.
Quy trình thực hiện một công việc: Các bước cần thiết để hoàn thành một nhiệm vụ cụ thể.
Các đặc điểm quan trọng của thuật toán:

Tính hữu hạn (Finiteness): Thuật toán phải kết thúc sau một số hữu hạn bước. Nó không được phép chạy mãi mãi mà không có kết quả.
Tính xác định (Definiteness): Mỗi bước trong thuật toán phải được mô tả rõ ràng, không mơ hồ, dễ hiểu và dễ thực hiện.
Tính khả thi (Effectiveness): Mỗi bước trong thuật toán phải có thể thực hiện được bằng các phương tiện hiện có (ví dụ: máy tính có thể thực hiện các phép toán cơ bản).
Đầu vào (Input): Một thuật toán có thể có hoặc không có đầu vào, là dữ liệu ban đầu cần thiết để thực hiện các bước.
Đầu ra (Output): Một thuật toán phải tạo ra ít nhất một kết quả sau khi thực hiện xong các bước.
Ví dụ về thuật toán trong đời sống:

Thuật toán rửa rau:
Lấy rau ra khỏi túi.
Cho rau vào chậu nước.
Rửa nhẹ nhàng để loại bỏ đất cát.
Vớt rau ra.
Rửa lại rau dưới vòi nước sạch.
Để rau ráo nước.
Rau đã sạch.
Trong lĩnh vực máy tính, thuật toán đóng vai trò vô cùng quan trọng:

Hướng dẫn máy tính thực hiện các tác vụ: Từ những việc đơn giản như tính toán, sắp xếp dữ liệu đến những việc phức tạp như xử lý ảnh, trí tuệ nhân tạo.
Là nền tảng của lập trình: Các chương trình máy tính được xây dựng dựa trên các thuật toán.
Quyết định hiệu suất của phần mềm: Một thuật toán tốt sẽ giúp chương trình chạy nhanh và hiệu quả hơn.
Có rất nhiều loại thuật toán khác nhau, được phân loại dựa trên mục đích sử dụng và cách chúng hoạt động, ví dụ như:

Thuật toán sắp xếp (Sorting Algorithms): Sắp xếp dữ liệu theo một thứ tự nhất định (ví dụ: Bubble Sort, Quick Sort, Merge Sort).
Thuật toán tìm kiếm (Searching Algorithms): Tìm kiếm một phần tử cụ thể trong một tập dữ liệu (ví dụ: Linear Search, Binary Search).
Thuật toán đồ thị (Graph Algorithms): Giải quyết các vấn đề liên quan đến đồ thị (ví dụ: tìm đường đi ngắn nhất, duyệt đồ thị).
Thuật toán học máy (Machine Learning Algorithms): Cho phép máy tính học hỏi từ dữ liệu (ví dụ: Linear Regression, Decision Trees, Neural Networks).