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)

开发者学堂课程【Go 语言核心编程 - 数据结构和算法:数据结构和算法的基本介绍(一)】学习笔记,与课程紧密联系,让用户快速学习知识。

课程地址:https://developer.aliyun.com/learning/course/627/detail/9827


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。

相关文章
|
12天前
|
算法 数据处理 C语言
C语言中的位运算技巧,涵盖基本概念、应用场景、实用技巧及示例代码,并讨论了位运算的性能优势及其与其他数据结构和算法的结合
本文深入解析了C语言中的位运算技巧,涵盖基本概念、应用场景、实用技巧及示例代码,并讨论了位运算的性能优势及其与其他数据结构和算法的结合,旨在帮助读者掌握这一高效的数据处理方法。
23 1
|
15天前
|
机器学习/深度学习 算法 数据挖掘
K-means聚类算法是机器学习中常用的一种聚类方法,通过将数据集划分为K个簇来简化数据结构
K-means聚类算法是机器学习中常用的一种聚类方法,通过将数据集划分为K个簇来简化数据结构。本文介绍了K-means算法的基本原理,包括初始化、数据点分配与簇中心更新等步骤,以及如何在Python中实现该算法,最后讨论了其优缺点及应用场景。
58 4
|
13天前
|
存储 算法 搜索推荐
Python 中数据结构和算法的关系
数据结构是算法的载体,算法是对数据结构的操作和运用。它们共同构成了计算机程序的核心,对于提高程序的质量和性能具有至关重要的作用
|
13天前
|
数据采集 存储 算法
Python 中的数据结构和算法优化策略
Python中的数据结构和算法如何进行优化?
|
21天前
|
算法
数据结构之路由表查找算法(深度优先搜索和宽度优先搜索)
在网络通信中,路由表用于指导数据包的传输路径。本文介绍了两种常用的路由表查找算法——深度优先算法(DFS)和宽度优先算法(BFS)。DFS使用栈实现,适合路径问题;BFS使用队列,保证找到最短路径。两者均能有效查找路由信息,但适用场景不同,需根据具体需求选择。文中还提供了这两种算法的核心代码及测试结果,验证了算法的有效性。
82 23
|
21天前
|
算法
数据结构之蜜蜂算法
蜜蜂算法是一种受蜜蜂觅食行为启发的优化算法,通过模拟蜜蜂的群体智能来解决优化问题。本文介绍了蜜蜂算法的基本原理、数据结构设计、核心代码实现及算法优缺点。算法通过迭代更新蜜蜂位置,逐步优化适应度,最终找到问题的最优解。代码实现了单链表结构,用于管理蜜蜂节点,并通过适应度计算、节点移动等操作实现算法的核心功能。蜜蜂算法具有全局寻优能力强、参数设置简单等优点,但也存在对初始化参数敏感、计算复杂度高等缺点。
55 20
|
12天前
|
并行计算 算法 测试技术
C语言因高效灵活被广泛应用于软件开发。本文探讨了优化C语言程序性能的策略,涵盖算法优化、代码结构优化、内存管理优化、编译器优化、数据结构优化、并行计算优化及性能测试与分析七个方面
C语言因高效灵活被广泛应用于软件开发。本文探讨了优化C语言程序性能的策略,涵盖算法优化、代码结构优化、内存管理优化、编译器优化、数据结构优化、并行计算优化及性能测试与分析七个方面,旨在通过综合策略提升程序性能,满足实际需求。
36 1
|
21天前
|
机器学习/深度学习 算法 C++
数据结构之鲸鱼算法
鲸鱼算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)是由伊朗研究员Seyedali Mirjalili于2016年提出的一种基于群体智能的全局优化算法,灵感源自鲸鱼捕食时的群体协作行为。该算法通过模拟鲸鱼的围捕猎物和喷出气泡网的行为,结合全局搜索和局部搜索策略,有效解决了复杂问题的优化需求。其应用广泛,涵盖函数优化、机器学习、图像处理等领域。鲸鱼算法以其简单直观的特点,成为初学者友好型的优化工具,但同时也存在参数敏感、可能陷入局部最优等问题。提供的C++代码示例展示了算法的基本实现和运行过程。
42 0
|
21天前
|
算法 vr&ar 计算机视觉
数据结构之洪水填充算法(DFS)
洪水填充算法是一种基于深度优先搜索(DFS)的图像处理技术,主要用于区域填充和图像分割。通过递归或栈的方式探索图像中的连通区域并进行颜色替换。本文介绍了算法的基本原理、数据结构设计(如链表和栈)、核心代码实现及应用实例,展示了算法在图像编辑等领域的高效性和灵活性。同时,文中也讨论了算法的优缺点,如实现简单但可能存在堆栈溢出的风险等。
35 0
|
1月前
|
C语言
【数据结构】栈和队列(c语言实现)(附源码)
本文介绍了栈和队列两种数据结构。栈是一种只能在一端进行插入和删除操作的线性表,遵循“先进后出”原则;队列则在一端插入、另一端删除,遵循“先进先出”原则。文章详细讲解了栈和队列的结构定义、方法声明及实现,并提供了完整的代码示例。栈和队列在实际应用中非常广泛,如二叉树的层序遍历和快速排序的非递归实现等。
140 9