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数据结构与算法概览

王哲峰 / 2022-05-07


目录

日常生活中的算法

  1. 查字典:二分查找
  2. 整理扑克:插入排序
  3. 货币找零:贪心算法

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:

  1. 问题是明确的,包含清晰的输入和输出定义。
  2. 具有可行性,能够在有限步骤、时间和内存空间下完成。
  3. 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。

数据结构

数据结构(data structure)是计算机中组织和存储数据的方式,具有以下设计目标。

  1. 空间占用尽量少,以节省计算机内存。
  2. 数据操作尽可能快速,涵盖数据访问、添加、删除、更新等。
  3. 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。

数据结构与算法的关系

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数据结构与算法高度相关、紧密结合,具体表现在以下三个方面:

  1. 数据结构是算法的基石。数据结构为算法提供了结构化存储的数据,以及操作数据的方法。
  2. 算法是数据结构发挥作用的舞台。数据结构本身仅存储数据信息,结合算法才能解决特定问题。
  3. 算法通常可以基于不同的数据结构实现,但执行效率可能相差很大,选择合适的数据结构是关键。