算法与数据结构入门

作者: 朱珠霞 | 来源:发表于2018-03-21 17:13 被阅读7次

    算法


    算法的特征

    • 可以没有输入量
    • 必须有输出量
    • 有限时间
    • 明确性,算法描述无歧义
    • 有效性,可行的

    几个简单的排序算法

    关于数组,数组也是一种数据结构。
    关于数组的一些运算,要注意:length≠'length' 。length是一个容器,而'length'是一个字符串,容器可以容纳字符串,容器、字符串可以赋值。
    假设,length=0,此时a[length]=a['length'],因为 toString(n) 可以把数字转换为字符串,如 toString(0) 结果为 '0'

    冒泡排序(Bubble Sort)

    每次循环里相邻两个数值两两对比,按大小排序,大的继续与下一位数值进相对比。每一次循环可以确定一个最大值。

    选择排序(Selection sort)

    每次循环选定一个数值a与其他数值进行对比,若大于a,则继续对比,若小于a,则交换位置,假设这个数值为b,拿b与剩下的数值进行对比。每一次循环可以确认最小值。

    插入排序(Insertion Sort)

    每次循环新的数值与循环内的每个数值进行对比排序,插入循环内。每次循环结束,循环内的数值已排序好。

    快排(Quicksort)

    每次循环以某个数为基准,大的排右面,小的排左边。快排的循环效率会比以上的排序算法更高。

    桶排序(Bucket sort)

    设定有限的桶,将相同规律的数值依次放在相同的桶里。

    这里是以上排序算法的动画演示

    数据结构


    数据结构是指数据的结构,即是对象组成的各个要素是以什么样的额方式构建或组织起来。结构实际上是一种关系。
    下面是几个基本的数据结构:

    1.哈希(hash)

    哈希的组成: (key:value)
    哈希的应用例子有:计数排序、桶排序、基数排序。

    • 计数排序
      跟算法里冒泡排序、插入排序、选择排序、快排的原理都不同,他们是用比较法进行排序的,复杂度O(n²);而计数排序是以哈希为工具进行排序,它的复杂度是O(n+max)。

    将计数排序分为入桶、出桶两个大步骤。下面是计数排序的流程图:


    计数排序流程图.png
    • 基数排序(Radix sort)
      将整数按“位数”切割,然后每个位数分别对比放入不同的桶内,多次入桶出桶。
      这里是基数排序的动画演示(选择Radix sort)

    • 关于这几种排序的优缺点
      ① 计数排序比一般的比较类型排序效率会更高。
      ② 这几个排序一般都是针对正整数进行排序。
      ③关于桶排序,一般入桶后,桶内需配合其他排序进行。如果设定的桶太少,那么排序时间相应会更高,更消耗CPU。若设定的桶太多,效率会更高,但是会消耗内存。
      ④ 基数排序的桶是固定的,一共十个桶,需要多次入桶出桶,如果数值较大,用基数排序会更快。

    2. 队列(Queue)

    • 先进先出
    • 可以用数组实现
    • 类似生活中的排队

    3.栈(Stack)

    • 先进后出
    • 可以用数组实现
    • 类似盗梦空间

    4.链表(Linked list)

    let a = {
        value:1,
        next:{
             value:2,
             next:{
                value:3
             }
        }
    }
    
    • 链表也是哈希,head:第一个哈希对象。node:链表分节点
    • 与数组相比较,链表可以轻松地删除一组数据内随机一项,数组不可以。但是数组可以随机查询某个值。

    5.树(tree)

    • <html>也是一个树结构(DOM树)
    • 层数、深度、节点


      示例

      这个树结构有3层,深度为2(根节点的深度为0),每一个点都是节点。

    • 二叉树:每个节点最多只有2个分节点(左子树、右子树)。
      假设二叉树的深度为n,则它的第k层最多可有2ᵏ个节点,一共最多可有(2ⁿ⁺¹-1)个节点。(n₀=0)
    • 满二叉树:除了最后一层没有任何子节点外,每层节点数都有2个子节点。


      满二叉树
    • 完全二叉树:除了最后一层外,每层节点都有两个子节点,且最后一层所有节点都连续集中在最左边。
      完全二叉树
      满二叉树一定是完全二叉树,完全二叉树不一定是满二叉树
    • 可以用数值存二叉树,例子:堆(最大堆/最小堆/堆排序)
      堆排序动画演示

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