数据结构和算法_02、数据结构和算法概述

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本文已参与「新人创作礼」活动,一起开启掘金创作之路。

目录

2.1 数据结构和算法的关系

2.2 看几个实际编程中遇到的问题

2.2.1 问题一、字符串替换问题

2.2.2 一个五子棋程序

2.2.3 约瑟夫(Josephu)问题(丢手帕问题)

2.2.4其它常见算法问题

2.3 数据结构包括(线性结构和非线性结构)

2.3.1线性结构

2.3.2非线性结构


2.1 数据结构和算法的关系

  1. 数据 data 结构(structure)是一门研究组织数据方式的学科,有了编程语言也就有了数据结构.学好数据结构可以

编写出更加漂亮,更加有效率的代码。

  1. 要学习好数据结构就要多多考虑如何将生活中遇到的问题,用程序去实现解决.

3) 程序 = 数据结构 + 算法

  1. 数据结构是算法的基础, 换言之,想要学好算法,需要把数据结构学到位。

2.2 看几个实际编程中遇到的问题

2.2.1 问题一、字符串替换问题

	 public static void main(String[] args) {
		String str = "Java,Java, hello,world!";
		String newStr = str.replaceAll("Java", "尚硅谷~"); //算法
		System.out.println("newStr=" + newStr);
	}

小结:需要使用到单链表数据结构

2.2.2 一个五子棋程序

如何判断游戏的输赢,并可以完成存盘退出和继续上局的功能

  1. 棋盘 二维数组=>(稀疏数组)-> 写入文件        【存档功能】

  2. 读取文件-》稀疏数组-》二维数组 -》 棋盘     【接上局】

2.2.3 约瑟夫(Josephu)问题(丢手帕问题)

  1. Josephu 问题为:设编号为 1,2,… n 的 n 个人围坐一圈,约定编号为 k(1<=k<=n)的人从 1 开始报数,数

到 m 的那个人出列,它的下一位又从 1 开始报数,数到 m 的那个人又出列,依次类推,直到所有人出列为止,

由此产生一个出队编号的序列。

  1. 提示:用一个不带头结点的循环链表来处理 Josephu 问题:先构成一个有 n 个结点的单循环链表(单向环形链

表),然后由 k 结点起从 1 开始计数,计到 m 时,对应结点从链表中删除,然后再从被删除结点的下一个结点

又从 1 开始计数,直到最后一个结点从链表中删除算法结束。

  1. 小结:完成约瑟夫问题,需要使用到单向环形链表 这个数据结构

2.2.4其它常见算法问题

  1. 修路问题 => 最小生成树(加权值)【数据结构】+ 普利姆算法

  2. 最短路径问题 => 图+弗洛伊德算法

  3. 汉诺塔 => 分支算法

  4. 八皇后问题 => 回溯法

2.3 数据结构包括(线性结构和非线性结构)

数据结构包括:线性结构和非线性结构。

2.3.1线性结构

  1. 线性结构作为最常用的数据结构,其特点是数据元素之间存在一对一的线性关系

  2. 线性结构有两种不同的存储结构,即顺序存储结构 ( 数组 )链式存储结构 ( 链表 ) 。顺序存储的线性表称为顺序

表,顺序表中的存储元素是连续

  1. 链式存储的线性表称为链表,链表中的存储元素不一定是连续的,元素节点中存放数据元素以及相邻元素的地

址信息

  1. 线性结构常见的有:数组、队列、链表和栈,后面我们会详细讲解.

2.3.2非线性结构

非线性结构包括:二维数组,多维数组,广义表,树结构,图结构

数据结构和算法的重要性

  1. 算法是程序的灵魂,优秀的程序可以在海量数据计算时,依然保持高速计算
  2. 一般来讲 程序会使用了内存计算框架(比如Spark)和缓存技术(比如Redis等)来优化程序,再深入的思考一下,这些计算框架和缓存技术, 它的核心功能是哪个部分呢?
  3. 拿实际工作经历来说, 在Unix下开发服务器程序,功能是要支持上千万人同时在线, 在上线前,做内测,一切OK,可上线后,服务器就支撑不住了, 公司的CTO对代码进行优化,再次上线,坚如磐石。你就能感受到程序是有灵魂的,就是算法。
  4. 目前程序员面试的门槛越来越高,很多一线IT公司(大厂),都会有数据结构和算法面试题(负责的告诉你,肯定有的)
  5. 如果你不想永远都是代码工人,那就花时间来研究下数据结构和算法