数据结构
- 逻辑结构: 数据元素间关系的抽象描述,例如线性结构(数组、链表)、树形结构(二叉树、堆、B树)、图结构(有向图、无向图)以及集合、队列等。
- 存储结构(物理结构): 数据在计算机中的实际存储方式,例如数组的连续存储、链表的节点动态分配、树和图的邻接矩阵或邻接表表示。
- 基本操作: 每种数据结构都定义了一组基本操作,例如插入、删除、查找、更新、遍历等,并分析其时间复杂度和空间复杂度。
算法
- 算法设计: 将解决问题的步骤转化为计算机可执行的指令序列。
- 算法特性: 具备输入、输出、有穷性、确定性和可行性。一个有效的算法必须在有限步骤内结束,并对给定输入产生唯一的确定输出。
- 算法分类: 排序算法(冒泡排序、快速排序、归并排序)、查找算法(顺序查找、二分查找、哈希查找)、图论算法(Dijkstra最短路径算法、Floyd-Warshall算法、Prim最小生成树算法)、动态规划、贪心算法、回溯法、分支限界法等。
- 算法分析: 利用数学方法分析算法的时间复杂度(运行时间随数据规模增长的速度)和空间复杂度(所需内存大小)以评估算法效率。
掌握算法与数据结构不仅有助于理解程序内部机制,更能帮助开发者构建高效、稳定、易于维护的软件系统。