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

- 抽象数据类型:集合、队列

存储结构(物理结构)

数据在计算机中的具体存储方式,例如:

- 数组:连续存储

- 链表:动态分配节点

- 树和图:邻接矩阵或邻接表

基本操作

每种数据结构定义的操作,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

将解决问题的步骤形式化为计算机可执行的指令序列。

算法特性

  • 输入
  • 输出
  • 有穷性
  • 确定性
  • 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

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)以评估其效率。

学习算法与数据结构有助于理解程序内部工作原理,并帮助开发者编写高效、稳定和易于维护的软件系统。