خوارزمية بحث

قبل الخوض في التفاصيل، في علم الحاسوب، خوارزمية بحث هي خوارزمية لإيجاد عنصر مع خصائص معينة في مجموعة من العناصر. قد تكون العناصر محفوظة بشكل فردي كسجلات في قاعدة بيانات؛ أو بالإمكان ان تكون عناصر فراغ بحثي محدد بواسطة صيغة رياضية، مثلًا، جذور معادلة مع متغيرات صحيحة؛ أو مزيج من الاثنين، مثل دوائر هاملتون في رسم بياني. وتعرض الأقسام التالية جوانب أخرى من الموضوع.
وفي السياق ذاته، البحث هو عملية مهمة وأساسية في تطوير البرامج، مثلا لاسترجاع معلومات من قاعدة بيانات، ولذلك بذل جهد كبير في تطوير خوارزميات كفئة لتنقيذ هذه المهمة. أبسط بحث هو البحث الشامل، حيث يمر على كل البيانات، حتى إيجاد العنصر المراد. هذا البحث غير كفء، وعندما يكون عدد البيانات التي يتم البحث فيها كبيرا، يستغرق البحث زمنا طويلا.
وفي هذا السياق، عندما تكون البيانات مرتبة، بالإمكان تحسين البحث بصورة كبيرة عن طريق استخدام البحث الثنائي.
تطبيقات متنوعة
وفي السياق ذاته، تحليل عدد صحيح إلى عوامله الأولية: مشكلة مهمة في علم التشفير، حيث يتطلب الأمر إيجاد العوامل الأولية التي يتكون منها عدد كبير.
وفي هذا الصدد، تحسين عملية صناعية: مثل تفاعل كيميائي، عن طريق تغيير متغيرات العملية (مثل درجة الحرارة، الضغط، ودرجة الحموضة) للوصول إلى أفضل نتيجة.
علاوةً على ذلك، تحسين محركات البحث: تحسين المحتوى على الويب ليتمكن برامج الزحف من العثور عليه وتصنيفه بشكل أفضل.
من جانب آخر، استرجاع سجل من قاعدة بيانات: البحث عن سجل معين داخل قاعدة بيانات بناءً على معايير محددة.
- انظر كذلك
- بحث شامل
- خوارزمية بحث ثنائي
- شجرة بحث ثنائية
- خوارزمية ترتيب ضرورية لبعض خوارزميات البحث
- محرك بحث
وفي هذا السياق، نظرية الألعاب: خاصة في نظرية اللعبة الاندماجية، حيث تُستعمل خوارزميات مثل الخوارزمية الصغرى-الكبرى لاختيار أفضل خطوة تالية في اللعبة.
علاوةً على ذلك، التحقق من وجود قيمة معينة: البحث في مجموعة من القيم للتأكد من وجود قيمة محددة بداخلها.
في هذا الإطار، إيجاد القيمة القصوى أو الدنيا: البحث عن أعلى أو أدنى قيمة في قائمة أو مصفوفة.
وفي هذا السياق، إيجاد كلمة مرور أو تركيبة: استكشاف مجموعة كاملة من الاحتمالات للعثور على كلمة المرور الصحيحة.
تطبيقات خوارزميات البحث
إضافةً إلى ذلك، مشكلة جدولة عمل التمريض: تهدف إلى إيجاد جدول زمني للممرضات يراعي مجموعة من القيود (مثل عدد ساعات العمل، الإجازات، وتغطية الورديات).
وفي السياق ذاته، مشاكل تلبية القيود، تُعنى هذه المشاكل بإيجاد حالة تحقق مجموعة من الشروط أو القيود. ومن أمثلتها:
وفي هذا الصدد، مشاكل الاستمثال التوافقي، تهدف هذه المشاكل إلى إيجاد أفضل حل ممكن من مجموعة محدودة من الخيارات. ومن أمثلتها:
وفي هذا الصدد، ملء ألغاز سودوكو أو الكلمات المتقاطعة: إيجاد الأرقام أو الكلمات التي تفي بجميع قواعد اللغز.
كذلك، مشكلة مبرهنة الألوان الأربعة: إسناد ألوان لمناطق الخريطة بحيث لا تتجاور منطقتان لهما نفس اللون.
وفي هذا الصدد، تُستعمل خوارزميات البحث في مجموعة واسعة من المجالات لحل المشكلات التي تتطلب إيجاد حل مثالي أو مقبول من بين مجموعة كبيرة من الخيارات. تشمل بعض التطبيقات المحددة ما يلي:
ومن جهة أخرى، مشكلة توجيه المركبات: وهي شكل من أشكال مسألة المسار الأقصر، حيث يتم البحث عن أفضل مسار لمجموعة من المركبات لخدمة مجموعة من المواقع.
كذلك، مسألة حقيبة الظهر: تتطلب تحديد مجموعة من العناصر ذات أوزان وقيم معينة لزيادة القيمة الإجمالية إلى أقصى حد ممكن دون تجاوز سعة وزن محددة.
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟