Etsimisalgoritmit

Etsimisalgoritmit (etsimisalgoritmit tai etsintämenetelmät) ovat algoritmeja, joiden tarkoituksena on löytää tietty arvo tai ratkaista hakutehtävä annetusta joukosta arvoja tai tilasta. Ne ovat keskeisiä monissa ohjelmointi- ja tietojenkäsittelytehtävissä, kuten tietokantahauissa, tiedonhausta ja reitityksessä. Eri rakenteet ja olosuhteet vaikuttavat siihen, mikä haku on tehokkain.

Lineaarinen haku etsii arvoa käymällä läpi jokaisen elementin peräkkäin alusta loppuun asti, kunnes vastaavuus löytyy tai alkio loppuu. Sen aikavaativuus on O(n) ja se ei vaadi järjestettyä aineistoa, mutta on vähemmän tehokas suurissa kokoelmissa.

Binäärinen haku vaatii järjestetyn joukon. Se jakaa hakualuetta keskimmäiseen elementtiin kohdistuvan vertailun avulla ja pienentää hakutilaa joka askeleella, jolloin aikavaativuus on O(log n). Tehokas suurissa, järjestetyissä taulukoissa tai puissa.

Hash-haku käyttää hajautustaulukkoa, johon arvo tallennetaan avaimen perusteella. Keskimääräinen aikavaativuus on noin O(1) hakua kohden, mutta pahimmillaan se voi olla O(n) konfliktien vuoksi. Hyvin suunnitellulla hajautuksella ja varastoinnilla saavutetaan usein nopea haku.

Hakupuut ja muut puumaiset rakenteet (esim. tasapainotetutBST-puut kuten AVL- tai Red-Black -puut) tarjoavat hakuja O(log n) ajassa, kun puu on tasapainossa. Puuhakuissa haun kompleksisuus riippuu korkeudesta.

Graafihakuja käytetään tilojen ja verkkojen etsimiseen. BFS ja DFS ovat perusmenetelmiä tilalistojen läpikäyntiin. Reititysalgoritmit, kuten Dijkstra ja A*, löytävät optimaalisia polkuja; niiden monimutkaisuus riippuu verkon koosta ja käytetyistä tietorakenteista.

Sovellukset kattavat tietokantahaut, tiedonhaku, ohjelmistojen symbolien etsintä sekä reititys-, suunnittelu- ja tekoälytehtävät. Etsimisalgoritmien valintaan vaikuttavat datan rakenne, koko, järjestetyn tilan tarve ja tarvittava vasteaika.