数据结构是计算机科学的基础课程,是软件的核心部件。在学习数据结构时,我们主要研究和分析算法,提升程序的效率和性能。数据结构和算法相辅相成,它们构成了软件开发的核心基础,为解决复杂问题提供了有效的工具和方法。
数据结构软件开发的核心基础
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算法与数据结构核心要素
数据结构:- 逻辑结构:线性、树形、图形、集合和队列- 存储结构:连续、动态、邻接矩阵/表- 基本操作:插入、删除、查找、更新、遍历
算法:- 设计:将问题步骤转化为指令- 特性:输入、输出、有穷性、确定性、可行性- 分类:排序、查找、图论、动态规划、贪心、回溯、分支限界- 分析:时间和空间复杂度评估
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2024-05-16
数据结构与算法核心要点
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。
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数据结构第二章核心概念
数据结构第二章核心概念
线性结构: 元素之间存在一对一的线性关系
顺序表: 元素在内存中顺序存储
链表: 元素存储位置分散,通过指针连接
非线性结构: 元素之间存在一对多或多对多的关系
树: 具有层次关系的数据结构
图: 由节点和边组成的复杂结构
算法复杂度分析:
时间复杂度: 衡量算法执行时间随数据规模增长的趋势
空间复杂度: 衡量算法执行所需内存空间随数据规模增长的趋势
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