Tout ce que vous devez savoir sur le didacticiel et l'algorithme de recherche binaire

Les organisations ont généralement de grands ensembles de données avec des milliers ou des millions d'éléments. Il leur est pratiquement impossible de trouver une solution ou un résultat spécifique dans un ensemble de données sans l'intervention de l'IA. Par conséquent, les algorithmes de recherche constituent un élément essentiel de l'IA. Ils permettent aux organisations de parcourir plus facilement une grande quantité d'informations et de déterminer si un élément particulier est présent dans un ensemble de données et sa position exacte dans les données.

Les algorithmes de recherche sont classés en deux catégories principales, à savoir la recherche séquentielle et la recherche par intervalles. La recherche séquentielle est appelée recherche linéaire, tandis que la recherche par intervalles est également appelée recherche binaire. Dans la recherche linéaire, l'algorithme parcourt en série chaque élément mentionné dans l'ensemble de données jusqu'à ce qu'il trouve l'élément requis. L'algorithme de recherche linéaire est avantageux pour effectuer une recherche dans un ensemble de données qui n'est pas arrangé.

Étant donné que l'algorithme de recherche parcourt chaque élément, il faut du temps pour produire les résultats souhaités. Par conséquent, il est rarement utilisé. Les organisations utilisent principalement l'algorithme de recherche binaire. Faites-nous en savoir plus sur la même chose.

Qu'est-ce que l'algorithme de recherche binaire ?

Un algorithme de recherche binaire est un algorithme de recherche par intervalle largement utilisé dans un tableau trié pour déterminer la position d'une valeur ou d'un élément particulier. Un tableau trié est un ensemble de données dans lequel les éléments sont disposés dans un ordre périodique, alphabétique ou numérique spécifique.

Voici un exemple pour vous aider à mieux comprendre le concept de l'algorithme de recherche binaire. Supposons que vous ayez besoin de trouver un mot dans un dictionnaire. Dans ce cas, vous pouvez utiliser l'algorithme de recherche binaire pour connaître la position exacte du mot car les mots d'un dictionnaire sont classés par ordre alphabétique.

Au contraire, si vous voulez trouver un mot particulier dans un livre dans lequel les mots sont rangés dans un ordre, vous devrez utiliser l'algorithme de recherche linéaire.

Un ensemble de données numériques doit être organisé de manière ascendante ou descendante pour utiliser l'algorithme de recherche binaire. Si l'ensemble de données se compose de mots, ils doivent être présents dans l'ordre alphabétique.

Applications de l'algorithme de recherche binaire

L'algorithme de recherche binaire est considéré comme l'un des meilleurs algorithmes de recherche en raison de son efficacité. Voici quelques-unes des applications pratiques de l'algorithme de recherche binaire.

1. Arbre de recherche

L'algorithme de recherche binaire est utilisé pour trouver des informations spécifiques à partir de grands ensembles de données tels que des dictionnaires et des annuaires téléphoniques.

2. Débogage d'un programme

Lors du test d'un programme, lorsque vous rencontrez un bogue lors d'un événement particulier, vous pouvez utiliser l'algorithme de recherche binaire et entrer une plage pour trouver la position exacte du bogue au lieu de réexécuter le code entier.

3. Économise de la mémoire

XUne application pratique de l'arbre de recherche binaire est qu'il économise de l'espace de stockage. Étant donné que l'algorithme trouve une plage raisonnable dans un ensemble de données dans laquelle un élément sera présent, il ne conserve que les valeurs requises tout en supprimant les autres éléments.

Comment implémenter des algorithmes de recherche binaire ?

Les algorithmes de recherche binaires sont faciles à mettre en œuvre. Au lieu de parcourir l'intégralité du résultat de la recherche, l'algorithme vérifie d'abord l'élément du milieu, puis procède à la recherche de la position exacte de l'élément. Voici comment vous pouvez le comprendre.

L'algorithme de recherche binaire compare l'élément du milieu dans le tableau trié pour trouver un élément dans un ensemble de données numériques. Il y a généralement trois possibilités qui en découlent. Dans le premier cas, l'élément du milieu correspond à la clé recherchée. La deuxième probabilité est que la position de l'élément clé soit située après celle du milieu. Dans le dernier cas, l'élément clé est placé avant l'élément du milieu dans le tableau trié.

Si l'algorithme cherchait le même élément positionné au milieu, la recherche se terminerait. Cependant, dans les deuxième et troisième cas, l'algorithme décide si l'élément clé est supérieur ou inférieur à l'élément central. Il recherche ensuite dans la première moitié ou la dernière moitié en conséquence. Si l'élément n'est pas présent dans l'ensemble de données, l'algorithme de recherche binaire affichera le résultat "ensemble de données introuvable".

En vérifiant d'abord l'élément du milieu, l'algorithme de recherche binaire aide à réduire le temps. Il réduit la zone de recherche en décidant si l'élément sera présent dans la première ou la seconde moitié.

Arbre de recherche binaire et opération de recherche

Maintenant que vous avez appris l'algorithme de recherche binaire, comprenons le concept d'arbre de recherche binaire. L'algorithme de recherche binaire divise un tableau trié en parties qui facilitent et accélèrent la recherche.

Avant cela, vous devez d'abord connaître le concept d'arbres de données en programmation. Les arbres sont des structures hiérarchiques qui stockent des données sous la forme de nœuds connectés par des arêtes. Vous pouvez le considérer comme les branches de l'arbre. Le premier nœud de l'arbre est appelé nœud parent et les autres nœuds qui lui sont connectés sont appelés nœuds enfants.

Dans un arbre de recherche binaire, chaque parent a un maximum de deux nœuds enfants. Les arbres sont divisés en l'élément de données intermédiaire, le nœud enfant gauche et le nœud enfant droit. Il s'agit d'un ensemble de données numériques triées dans lequel la valeur du nœud de gauche est inférieure à la valeur de l'élément du milieu. De même, la valeur du nœud droit est supérieure à celle de l'élément du milieu.

L'arbre de recherche binaire aide à trouver la position exacte de l'élément requis. L'élément médian est observé en premier. Si la valeur ne correspond pas à l'élément requis, l'algorithme vérifiera le nœud gauche ou droit. Seul le nœud de gauche sera pris en compte si la valeur de l'élément est inférieure à l'élément du milieu. Cependant, si la valeur de l'élément est supérieure à celle de l'élément du milieu, nous n'avons qu'à passer par le bon nœud. Celui de gauche sera jeté.

Limites de l'algorithme de recherche binaire

Même si l'algorithme de recherche binaire présente plusieurs avantages, il existe également certaines limitations.

• Pour implémenter l'algorithme de recherche binaire, vous devez disposer d'un tableau trié. Si l'ensemble de données n'est pas classé par ordre alphabétique ou numérique, il devient impossible d'implémenter l'algorithme de recherche binaire.

• Les algorithmes de recherche binaires ne sont pas avantageux pour les petits tableaux non triés car ils nécessiteront beaucoup de temps pour trier l'ensemble de données. Dans de tels cas, l'algorithme de recherche linéaire est un choix plus pratique.

• Les algorithmes de recherche binaire peuvent ne pas nous indiquer la position exacte d'un élément en tant qu'algorithme de recherche linéaire, car il ne traverse qu'une partie de l'ensemble de données.

Opportunités de carrière après avoir appris l'algorithme de recherche binaire

L'algorithme de recherche binaire en informatique est lié à la structure des données. Par conséquent, si vous poursuivez une maîtrise en informatique en science des données, vous pouvez occuper les rôles de carrière suivants :

• Ingénieur ou développeur de données
• Emplois de modélisation de données comme la conception expérimentale et la modélisation structurée
• Analyse de données comme l'apprentissage automatique et les systèmes de recommandation

Comment pouvez-vous apprendre l'application pratique des algorithmes de recherche binaire ?

La connaissance des algorithmes de recherche binaire est indispensable si vous souhaitez poursuivre des opportunités de carrière en informatique. Pour cela, vous devez avoir un baccalauréat en informatique avec d'excellentes références. Une maîtrise en informatique vous donne un avantage car vous avez la possibilité d'acquérir plus de connaissances sur le sujet.

Toute personne à la recherche d'un cours de maîtrise pour apprendre les principes fondamentaux des algorithmes de recherche binaire et leur application pratique peut opter pour le cours Master of Science in Machine Learning & AI proposé par upGrad.

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Conclusion

Les algorithmes de recherche binaires sont un concept crucial en programmation. Si vous êtes intéressé par la science des données et l'apprentissage automatique, il est préférable d'apprendre en profondeur les algorithmes de recherche binaires et autres qui vous aideront dans votre carrière. En plus des connaissances théoriques, vous aurez également besoin de connaissances pratiques sur ce sujet.