Nhiều bạn mới học hỏi chúng tôi một câu hỏi rất giống nhau: code chạy đúng rồi, sao vẫn bị nhận xét là chậm? Theo kinh nghiệm của đội ngũ, phần lớn nguyên nhân không nằm ở từng câu lệnh. Nó nằm ở cách bạn lưu và tìm dữ liệu. Vì vậy, cấu trúc dữ liệu cần nắm trước khi bước vào nghề. Mảng, danh sách liên kết, ngăn xếp, hàng đợi, bảng băm, cây và đồ thị là những nhóm nền tảng mà gần như bài toán nào cũng phải đụng tới.
Chưa nắm chúng, bạn rất dễ gặp cảnh chương trình chạy mượt với 100 dòng dữ liệu nhưng đứng hình khi con số lên tới 100 nghìn. Logic không sai. Bạn chỉ chưa có đủ công cụ để chọn đúng.
Vì sao nên học cấu trúc dữ liệu trước khi đi làm
Cấu trúc dữ liệu là cách tổ chức thông tin trong bộ nhớ sao cho việc đọc, ghi và tìm kiếm đều hợp lý. Hãy hình dung cách xếp đồ trong nhà: sách lên kệ, gia vị vào ngăn bếp, mỗi thứ một chỗ riêng.
Framework và thư viện che bớt rất nhiều chi tiết, nhưng bên dưới vẫn là những cấu trúc này. Có nền tảng, bạn sẽ tự hỏi: dữ liệu này đang được tra cứu theo khóa hay phải duyệt tuần tự từ đầu?
Bài viết này trả lời ba câu hỏi: nên học nhóm nào trước, cần học sâu đến đâu, và đi theo thứ tự nào để khỏi bị ngợp.
Tiêu chí chọn những cấu trúc đáng học trước
Không phải cấu trúc nào trong giáo trình cũng cần học ngay. Chúng tôi chọn theo bốn tiêu chí: có sẵn hoặc dễ dựng trong Java, JavaScript hay C; xuất hiện thường xuyên trong phỏng vấn và công việc; là nền để hiểu cấu trúc phức tạp hơn; và loại bỏ các cấu trúc chỉ dùng trong vài lĩnh vực hẹp.
Nhóm cấu trúc dữ liệu dùng nhiều nhất khi đi làm
Mảng và danh sách lưu một tập dữ liệu theo thứ tự, từ danh sách sản phẩm đến kết quả truy vấn. Gần như dự án nào cũng có chúng, nên đây là nhóm đáng dành thời gian nhất.
Bảng băm (hash map) cho phép tra cứu gần như tức thời theo khóa. Bạn sẽ gặp nó trong cache, khi đếm tần suất từ và khi xử lý dữ liệu JSON. Ví dụ đơn giản bằng JavaScript:
const dem = {};
const tu = ["lap", "trinh", "lap"];
for (const t of tu) {
dem[t] = (dem[t] || 0) + 1;
}
console.log(dem); // { lap: 2, trinh: 1 }Ngăn xếp và hàng đợi quen thuộc hơn bạn nghĩ. Ngăn xếp ghi nhớ các lần gọi hàm lồng nhau. Hàng đợi xếp các tác vụ nền theo thứ tự đến trước xử lý trước. Cây và đồ thị xuất hiện ở nơi dữ liệu có phân cấp như thư mục, menu hay quan hệ người dùng. Bạn có thể xem thêm Map trong JavaScript để thấy bảng băm được dùng thực tế.
Lộ trình học hợp lý cho người vừa học vừa làm
Phần lớn học viên của chúng tôi đi làm toàn thời gian, nên lộ trình cần chia nhỏ thành ba giai đoạn.
Giai đoạn đầu, khoảng 4 đến 6 tuần, tập trung vào mảng, danh sách, ngăn xếp và hàng đợi. Điều quan trọng nhất là không vội.
Giai đoạn thứ hai, cũng khoảng 4 đến 6 tuần, dành cho bảng băm và tập hợp. Bạn sẽ bắt đầu nhận ra chỗ nào nên đổi từ vòng lặp sang tra cứu theo khóa.
Giai đoạn cuối, khoảng 6 đến 8 tuần, đi vào cây nhị phân, cây tìm kiếm và đồ thị cơ bản. Đừng nhảy sang đây khi mảng và bảng băm còn lỏng.
Với người vừa đi làm vừa học, khoảng 5 đến 7 giờ mỗi tuần là mức hợp lý. Ít hơn thì tiến độ đứt quãng, nhiều hơn thì dễ kiệt sức.
Lưu ý: đừng nhìn tiến độ theo số tuần cứng nhắc. Hãy dừng lại khi bạn đã tự cài đặt được cấu trúc đó từ đầu.
Mức dùng và độ khó: nhìn nhanh để chọn ưu tiên
Bảng dưới đây tóm tắt mức độ dùng khi đi làm và độ khó khi mới học. Thời lượng chỉ là ước tính mang tính tham khảo, không phải số liệu thống kê chính thức.
| Cấu trúc | Mức dùng khi đi làm | Độ khó khi mới học | Thời lượng ước tính |
|---|---|---|---|
| Mảng và danh sách | Rất nhiều | Thấp | 2 đến 3 tuần |
| Bảng băm | Rất nhiều, dùng ở hầu hết các tầng | Trung bình, cần làm quen với hàm băm và xử lý va chạm | 2 đến 3 tuần |
| Ngăn xếp và hàng đợi | Thường xuyên | Thấp đến trung bình | 1 đến 2 tuần |
| Cây | Nhiều ở hệ thống lớn | Cao | 4 đến 6 tuần |
| Đồ thị | Nhiều ở định tuyến và mạng xã hội | Rất cao | 4 đến 6 tuần |
Từ bảng này, mảng và bảng băm đáng được đầu tư nhiều nhất. Cây và đồ thị đòi hỏi kiên nhẫn hơn, nên hãy coi chúng là đích đến của giai đoạn sau.
Bài tập luyện theo từng nhóm cấu trúc
Đọc lý thuyết mà không gõ code thì kiến thức trôi rất nhanh. Dưới đây là những bài nên thử, mỗi nhóm vài bài.
Với mảng, thử đảo ngược một mảng ngay tại chỗ, không tạo mảng phụ. Sau đó gộp hai mảng đã sắp xếp thành một mảng mới vẫn giữ thứ tự. Bài gộp giúp bạn làm quen với hai con trỏ chạy song song.
Với bảng băm, đếm số lần mỗi từ xuất hiện trong một đoạn văn. Sau đó tìm hai số trong mảng có tổng bằng một giá trị cho trước, một bài rất hay gặp khi phỏng vấn.
Với ngăn xếp, kiểm tra một chuỗi dấu ngoặc có hợp lệ hay không. Bài này cho thấy ngăn xếp đóng vai trò gì trong việc phân tích cú pháp.
Với cây và đồ thị, thử duyệt cây theo chiều rộng và tìm đường đi ngắn nhất trên lưới ô vuông có chướng ngại vật. Đây là phần khó, nên đừng ngại dành vài buổi cho riêng một bài.
Những lỗi chúng tôi thấy lặp đi lặp lại
Lỗi đầu tiên là học thuộc công thức mà không tự viết lại từ đầu. Bạn nhớ đoạn mẫu, nhưng đổi đề là bế tắc.
Lỗi thứ hai là bỏ qua độ phức tạp thời gian và bộ nhớ. Hai cách giải có thể đều đúng, nhưng một cách chạy trong vài giây còn cách kia chạy vài phút.
Lỗi thứ ba là nhảy sang cây và đồ thị khi nền mảng và bảng băm còn chưa vững. Lỗi cuối là không luyện đều đặn. Hãy làm ít nhất ba đến năm bài mỗi tuần.
Khi nào nên học có người hướng dẫn
Tự học cấu trúc dữ liệu hoàn toàn khả thi, nhưng khó tự đánh giá tiến độ. Bạn có thể tin mình đã hiểu cây nhị phân trong khi chỉ nhớ hình vẽ. Một khóa học có bài tập được chấm sẽ chỉ ra chỗ hổng ngay lập tức.
Khi chọn khóa học, hãy kiểm tra ba điều: có thực hành cấu trúc dữ liệu bằng đúng ngôn ngữ bạn định làm việc, nội dung bám sát các nhóm dùng nhiều nhất khi đi làm, và có lộ trình theo giai đoạn rõ ràng.
Nếu cần thêm nguồn tham khảo, bạn có thể đọc lộ trình học lập trình cho người mới để nắm bức tranh tổng thể. Với người học Java, bài Collections trong Java cho thấy các cấu trúc này được triển khai sẵn ra sao. Bạn cũng nên đối chiếu cú pháp JavaScript trên MDN khi luyện tập.
Câu hỏi thường gặp
Có cần nắm hết mọi cấu trúc dữ liệu trước khi đi làm không?
Không cần. Hãy vững nhóm cốt lõi gồm mảng, danh sách, ngăn xếp, hàng đợi và bảng băm. Cây và đồ thị có thể học dần khi công việc đòi hỏi.
Nên học cấu trúc dữ liệu bằng ngôn ngữ nào?
Hãy chọn ngôn ngữ bạn sẽ dùng khi đi làm. Java có thư viện collections phong phú, JavaScript phù hợp frontend hoặc Node.js, còn C giúp hiểu rõ con trỏ và bộ nhớ. Quan trọng là giữ một ngôn ngữ xuyên suốt.
Mất bao lâu để nắm vững các cấu trúc cơ bản?
Với nhịp 5 đến 7 giờ mỗi tuần, nhóm cơ bản thường mất khoảng 3 đến 4 tháng. Thời gian thực tế còn phụ thuộc vào nền tảng toán và kinh nghiệm trước đó của bạn.
Cấu trúc dữ liệu có quan trọng với người làm frontend không?
Có. Frontend cũng phải xử lý danh sách lớn, cache dữ liệu và lọc giao diện. Hiểu bảng băm và mảng giúp giao diện mượt hơn.
Có cần luyện trên các nền tảng thi lập trình trực tuyến không?
Nên luyện, đặc biệt khi chuẩn bị phỏng vấn. Tuy nhiên, đừng chỉ giải đề mà quên hiểu nguyên lý phía sau mỗi bài.
Nếu đang phân vân nên học gì đầu tiên, hãy bắt đầu với mảng và bảng băm, tự cài đặt lại vài cấu trúc và làm ít nhất ba bài mỗi tuần. Sau một đến hai tháng, bạn sẽ thấy rõ mình tiến bộ ở đâu, khi đó mới nên bước sang cây và đồ thị.
