初识数据结构与算法

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一.基本概念

Hello 算法

1. 算法

算法(algorithm)是在有限时间内解决特定问题的一组指令或操作步骤,它具有以下特性。

  • 问题是明确的,包含清晰的输入和输出定义。
  • 具有可行性,能够在有限步骤、时间和内存空间下完成。
  • 各步骤都有确定的含义,在相同的输入和运行条件下,输出始终相同。

2. 数据结构

数据结构(data structure)是组织和存储数据的方式,涵盖数据内容、数据之间关系和数据操作方法,它具有以下设计目标。

  • 空间占用尽量少,以节省计算机内存。
  • 数据操作尽可能快速,涵盖数据访问、添加、删除、更新等。
  • 提供简洁的数据表示和逻辑信息,以便算法高效运行。

数据结构设计是一个充满权衡的过程。如果想在某方面取得提升,往往需要在另一方面作出妥协。下面举两个例子。

  • 链表相较于数组,在数据添加和删除操作上更加便捷,但牺牲了数据访问速度。
  • 图相较于链表,提供了更丰富的逻辑信息,但需要占用更大的内存空间。

3. 数据结构与算法的关系

算法是在有限时间内解决特定问题的一组指令或操作步骤,而数据结构是计算机中组织和存储数据的方式。

  1. 数据结构是算法的基石
  2. 数据结构本身只能存储数据,与算法相结合才能解决问题
  3. 算法性能与选用的数据结构有关 image.png