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数据结构和算法绪论 学习笔记(一)

数据结构和算法绪论 学习笔记(一)

作者: 天空中的球 | 来源:发表于2016-11-17 23:39 被阅读198次

程序设计 = 数据结构 + 算法

  • 1、什么是数据结构?
  • 2、算法初认识
  • 3、算法初体验

一、什么是数据结构?

数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中的操作对象, 以及它们之间的关系和操作等祥光问题的学科。

再简单的来说数据结构就是关系,就是数据元素相互之间存在的一种或多种特定关系的集合。

此时需要理清几个结构: 逻辑结构 和 物理结构。

  • 逻辑结构: 是指数据对象中数据元素之间的相互关系。
  • 物理结构: 是指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式。
1-1、逻辑结构:
  • 集合结构: 集合结构中的数据元素除了同属于一个集合外,它们之间毫无关系。


    集合结构
  • 线性结构:一对一的关系


    线性结构
  • 树形结构:一对多(3P、4P),层次关系,树形结构


    树形结构
  • 图形结构:多对多的关系(杂交)


    图形结构
1-2、物理结构

物理结构:我们实际上研究的就是如何把数据元素存储到计算机的存储器中。
存储器主要针对内存而言的,像硬盘、软盘、光盘等外部存储器的数据组织通常用文件结构来描述。

而数据元素的存储结构形式有两种:顺序存储链式存储

  • 1-2-1、 顺序存储:把数据中元素存放的地址连续存储的存储单元里,其数据间的逻辑关系和屋里关系是一致的。
    面对时常要变化的顺序,所以链式存储就应运而生啦,非常灵活。
  • 1-2-2、链式存储: 把数据元素存放在任意的存储单元里,这组存储单元可以是连续的,也可以是不连续的。
    链式存储结构的数据元素存储关系并不能反应其逻辑关系,因此需要用一个指针存放数据元素的地址,这样子通过地址就可以找到相关联数据元素的位置。

以上大致了解了数据结构的几种结构:逻辑结构 & 物理结构,然后再看看逻辑结构中的几种关系(图形 & 集合& 线性& 树形),以及物理结构中的顺序存储&链式存储。

二、算法初认识

2-1、官方解释

算法是解决特定问题求解步骤的描述,在计算机中表现为指令的有限序列,并且每条指令表示一个或多个操作。

2-2、算法的特性

输入、输出、有穷性、确定性、可行性。

  • 输入: 算法具有领个或多个输入。
  • 输出:算法至少有一个多个输出。(必须要有返回)
  • 有穷性: 指算法在执行有限的步骤之后,自动结束而不会出现无限循环,并且每一个步骤在可接受的时间内完成。一个永远都不会结束的算法,我们还要他来干嘛呢?
  • 确定性:算法的每一个步骤都具有确定的含义,不会出现二义性。
    算法在一定条件下,只有一条执行路径,相同的输入只有唯一的输出结果。
    算法的每个步骤都应该被精确定义而无歧义。
  • 确定性:算法的每一步都必须是可行的,也就是说,每一步都能够通过执行有限次数完成。
2-3、算法设计的要求

算法是变换无穷的,它是不唯一的,也就是说,同一个问题,他可以有很多中答案的。但也有其基本要求: 正确性、可读性、健壮性、时间效率高存储量低。

  • 正确性: 指算法至少应该具有输入、输出和加工处理无歧义性,能正确反映问题的需求,能够得到问题的正确答案。
  • 可读性:便于他人阅读,理解和交流。(就是好修改啊,毕竟集体的力量还是最大的)
  • 健壮性:输入不合法的时候,也能做出处理,而不会莫名崩溃。
  • 时间效率高存储量低:时间少,内存用的也少。

看看正确性的四个层次:

正确性的四个层次

以上笔记全部来自:小甲鱼数据结构与算法1小甲鱼数据结构与算法2 。(需翻墙)

三、算法初体验

前提:一个数组中包含多个对象,其中对象中存在类似父亲和儿子的关系,其中儿子肯定会有其爸爸存在的, 例如用idfatherId代替 ID,如果 fatherId为空就是父亲,否则就是儿子
要求: 儿子永远要跟随父亲的后面
例如:

@[
    @{
          @"id": @"1001",
          @"fatherId" : @""
    },
    @{
          @"id": @"1003",
          @"fatherId" : @""
    },
    @{
          @"id": @"1004",
          @"fatherId" : @""
    },
    @{
          @"id": @"1032",
          @"fatherId" : @""
    },
    @{
          @"id": @"1007",
          @"fatherId" : @"1004"
    },
    @{
          @"id": @"1008",
          @"fatherId" : @"1001"
    }
]

转化为:

@[
    @{
          @"id": @"1001",
          @"fatherId" : @""
    },
    @{
          @"id": @"1008",
          @"fatherId" : @"1001"
    },
   @{
          @"id": @"1003",
          @"fatherId" : @""
    },
    @{
          @"id": @"1004",
          @"fatherId" : @""
    },
   @{
          @"id": @"1007",
          @"fatherId" : @"1004"
    },
   @{
          @"id": @"1032",
          @"fatherId" : @""
    }
]

此处初次体验下,目前我用了比较笨的方法......
如有好的方法,欢迎告知。

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