数据结构和算法的基本介绍(一)|学习笔记

简介: 快速学习数据结构和算法的基本介绍(一)

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数据结构和算法的基本介绍(一)


 内容简介:

一、数据结构(算法)的介绍

二、数据结构和算法的关系

三、几个实际编程中遇到的问题

 

一、数据结构(算法)的介绍

(1)数据结构的介绍

数据结构就是数据的一种组织的一种方式,也就是在编程和解决实际问题过程中,很多程序员他们发现有很多实际要解决的问题,都可以通过一种结构,都可以通过一种通用的一种模型或者一种结构来解决,于是就产生了一种叫结构的东西。在结构基础之上,才能产生这个算法。

(2)数据结构的用处

数据结构有什么用?

数据结构可以这样理解,就好像去做程序的一个基本功一样。或者你去踢球,实际上有一样东西看起来没有什么用,比如奔跑的速度跟射门好像没有直接关系,但是跑得慢了,是永远不能把球带到球门上的,那么这个数据结构它是什么?

它就是像做程序员开发的一种,是很重要的一种内功,当把数据结构学完了之后,会突然发现,有好多这种比较麻烦的问题,如果用数据结构来解决,会发现很容易就解决了。如果脑海里面没有数据结构这个概念,会发现不知道怎么去解决,感觉一头雾水。

(3)应用案例分析

①比如原先我在工作的时候,我们 CEO 就跟我说:我这边给了你一堆用户的 ID ,然后他要求我不能过数据库,按照一个从小到大的顺序返回,但是不能过数据库,因为过数据库这么多 ID ,你过数据库,速度会变得很慢,数据库就撑不住,如果当时我没有学列表的插入方式,那我肯定就解决不了这问题,因为这个问题完全可以用列表来解决。因为列表,它是可以再从一个头结点,在加入的时候,在内存里面就形成一个列表,而且保证是从小到大,或者从大到小的顺序,然后把列表做好以后,直接把列表按照一种方式给你打回去,就可以了。

②再比如当时有这样一个东西,当时做这个项目时有这么一个小案例,很经典的两个案例,一个叫做排号,比如开发一个项目,这个项目就是让去做一个系统,那么这个系统就要解决一个问题,就是说哪个人来了,比如一个人来了,在银行要去办业务,办业务的话得讲一个先后顺序,它会有一个号,有一个业务员给一个客户服务完毕过后,他会按下这个键,该某某某号到我这来服务,然后这个人走了过后,另外有几个窗口,有五个六个十个都有可能,下面排队的客户有很多,服务完了之后,服务人员就按下红色按钮,说到我这里来,其实如果学过队列,就感觉有思路了,这其实就是队列,

先如下代码:

Microsoft Windows [版本 6.1.7601]

版权所有  2009 Microsoft Corporation. 保留所有权利。

C:\vaora\Adninistrator\Dosktop\尚硅谷 韩顺平 Go 语言核心编程\课件\算法项目案例 资料\队列银行排队叫号>java Mybank

代码实现结果如下:

image.png

可以看到这里可以产生很多的,这个相当于是一个服务人员,他服务完了,去叫号,叫号过了,这个就飘过去,最后服务完毕,它有服务时间,服务完毕后大家都消失。如果在这种系统里,要没有队列的概念在里面,要怎么做到。

③再看一个案例,输入如下代码:

Microsoft Windows [版本 6.1.7601]

版权所有  2009 Microsoft Corporation. 保留所有权利。

C:\vaora\Adninistrator\Dosktop\尚硅谷 韩顺平 Go 语言核心编程\课件\算法项目案例 资料\队列银行排队叫号>java Mybank

业务员 4 -> 1

业务员 1 -> 2

业务员 2 -> 3

业务员 3 -> 4

业务员 4 -> 5

业务员 2 -> 6

业务员 4 -> 7

业务员 1 -> 8

业务员 3 -> 9

业务员 2 -> 10

业务员 4 -> 11

业务员 1 -> 12

业务员 3 -> 13

代码测试结果为:

image.png

这里还写着业务员四号为谁服务,都有指向,肯定都玩过这种汉诺塔小游戏, Tutor 回撤,就是将这边的盘子 A 塔的,按照这个顺序搬到 C 塔,但是有个前提就是大小盘子才能上,小盘子在上面大盘子在下边,不能颠倒过来,那现在有这样一个题:

只有五个这样的盘子移动,一般的大脑是可以反应过来的,但是这个盘子要是64个的话,我估计一般人基本就 game over 了,全部搬过去的话,是一个非常复杂的过程,一般的人肯定是完成不了,但是如果你有这个回递归溯的思想,也能把它搞定,它已经告诉你怎么做了,这个底层就是一个小算法,其实它在这里就用到一些递归的东西,这个很标准的一步一步的走,按照这个流程,只要告诉它怎么做,它就可以把这个东西给做完,大概是20多步,不到30步,越到最后就越容易了,这就是它的一个很经典的一个小案例。

④比如以前谷歌专门做了一个算法编程大赛,里面还有很多经典的案例,比如磁盘问题、公交车问题、画图问题、举证查询单词路径问题、最短路径求和、篮子问题、扔石头问题等等,还有些做游戏的朋友,它一般都会做游戏,尤其是做大型游戏的,它涉及到很多算法,像做游戏一般都会考察算法,除非是中界面的,所以做游戏的一般会要求是学 C 加加的比较多一点,这里面它也会用到一些数据结构,在数据结构的基础上,才能产生算法,离开这个数据结构的算法也是可以的,但是很难,就是说算法在数据结构基础上,算法就显得更加的优雅,很有意思,如果离开数据结构,针对一些最基本的基本变量来搞算法,就会很难。

(4)小结

因为有些问题很复杂,所以我总结了两点,总结了数据结构是一门研究算法的学科,有了编程语言,也就有了数据结构,那么学好数据结构,可以编写出更加漂亮、更加效率高的代码,所以有时候去看有些比较厉害的人写的代码,短短的20行,看不懂写的是什么,有些200行,可能几分钟就看完了,如果给你20行代码,基本上你看不懂,根本不知道写的是什么,因为里面大量都是调用归宿或者叠加的一个算法,很麻烦,但是这种代码,往往比较有价值,所以学习数据结构还是很有好处的。那么学好这个数据结构,要考虑如何将生活中遇到的问题用程序去解决,所以曾经有一个外国人,他说程序就等于数据结构加算法,当然他这个角度是站在底层的一个角度,其实这句话也不能是完全正确,当然也不是错的,核心可以这么说,一个程序的核心是算法加数据结构,但是现在随着软件的发展,它融入了很多新的东西在里面,如果说程序只是等于数据加一个算法,那业务逻辑难道就不重要吗?

有时候业务逻辑也是非常重要的,但是业务逻辑也要靠数据结构加算法来支撑。

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