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一、数据结构和算法概述

时间:2023-01-14 16:22:51浏览次数:68  
标签:元素 算法 概述 result 数据结构 解法 结构

本系列笔记全部来源了 《2020最新数据结构与算法教程》,点击视频连接即可跳转观看学习。如有侵权,请联系删除,谢谢。

1.1什么是数据结构?

官方解释:

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,以及他们之间的关系和操作等相关问题的学科。

大白话:

数据结构就是把数据元素按照一定的关系组织起来的集合,用来组织和存储数据

1.2数据结构分类

传统上,我们可以把数据结构分为逻辑结构和物理结构两大类。

1.2.1 逻辑结构分类:

逻辑结构是从具体问题中抽象出来的模型,是抽象意义上的结构,按照对象中数据元素之间的相互关系分类,也是

我们后面课题中需要关注和讨论的问题。

a.集合结构:集合结构中数据元素除了属于同一个集合外,他们之间没有任何其他的关系。

b.线性结构:线性结构中的数据元素之间存在一对一的关系

c.树形结构:树形结构中的数据元素之间存在一对多的层次关系

d.图形结构:图形结构的数据元素是多对多的关系

1.2.2 物理结构分类:

逻辑结构在计算机中真正的表示方式(又称为映像)称为物理结构,也可以叫做存储结构。常见的物理结构有顺序存储结构、链式存储结构。

顺序存储结构:

把数据元素放到地址连续的存储单元里面,其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的 ,比如我们常用的数组就是顺序存储结构。

顺序存储结构存在一定的弊端,就像生活中排时也会有人插队也可能有人有特殊情况突然离开,这时候整个结构都处于变化中,此时就需要链式存储结构。

链式存储结构:

是把数据元素存放在任意的存储单元里面,这组存储单元可以是连续的也可以是不连续的。此时,数据元素之间并不能反映元素间的逻辑关系,因此在链式存储结构中引进了一个指针存放数据元素的地址,这样通过地址就可以找到相关联数据元素的位置

1.3什么是算法?

官方解释:

算法是指解题方案的准确而完整的描述,是一系列解决问题的清晰指令,算法代表着用系统的方法解决问题的策略机制。也就是说,能够对一定规范的输入,在有限时间内获得所要求的输出。

大白话:

根据一定的条件,对一些数据进行计算,得到需要的结果。

1.4算法初体验

在生活中,我们如果遇到某个问题,常常解决方案不是唯一的。

例如从西安到北京,如何去?会有不同的解决方案,我们可以坐飞机,可以坐火车,可以坐汽车,甚至可以步行,

不同的解决方案带来的时间成本和金钱成本是不一样的,比如坐飞机用的时间最少,但是费用最高,步行费用最

低,但时间最长。

再例如在北京二环内买一套四合院,如何付款?也会有不同的解决方案,可以一次性现金付清,也可以通过银行做

按揭。这两种解决方案带来的成本也不一样,一次性付清,虽然当时出的钱多,压力大,但是没有利息,按揭虽然

当时出的钱少,压力比较小,但是会有利息,而且30年的总利息几乎是贷款额度的一倍,需要多付钱。

在程序中,我们也可以用不同的算法解决相同的问题,而不同的算法的成本也是不相同的。总体上,一个优秀的算

法追求以下两个目标:

1.花最少的时间完成需求;

2.占用最少的内存空间完成需求;

下面我们用一些实际案例体验一些算法。

需求1:

计算1到100的和。

第一种解法:

func main()  {
	var num, result int
	num = 100
	for i := 0; i <= num; i++ {
		result += i
	}

	fmt.Println("result:", result)
}

第二种解法:

func main()  {
	var num, result int
	num = 100
	result = (num+1)*num/2

	fmt.Println("result:", result)
}

第一种解法要完成需求,要完成以下几个动作:

1.定义两个整型变量;

2.执行100次加法运算;

3.打印结果到控制台;

第二种解法要完成需求,要完成以下几个动作:

1.定义两个整型变量;

2.执行1次加法运算,1次乘法运算,一次除法运算,总共3次运算;

3.打印结果到控制台;

很明显,第二种算法完成需求,花费的时间更少一些。

需求2

计算10的阶乘

第一种解法:

func main()  {
	result := func1(10)

	fmt.Println("result:", result)
}

func func1(n int) int {
	if n == 1 {
		return 1
	}

	return n * func1(n - 1)
}

第二种解法:

func main()  {
	result := func1(10)

	fmt.Println("result:", result)
}

func func1(n int) int {
	var result = 1
	for i := 1; i <= n; i++ {
		result *= i
	}

	return result
}

第一种解法,使用递归完成需求,fun1方法会执行10次,并且第一次执行未完毕,调用第二次执行,第二次执行未完毕,调用第三次执行...最终,最多的时候,需要在栈内存同时开辟10块内存分别执行10个fun1方法。

第二种解法,使用for循环完成需求,fun2方法只会执行一次,最终,只需要在栈内存开辟一块内存执行fun2方法

即可。

很明显,第二种算法完成需求,占用的内存空间更小。

标签:元素,算法,概述,result,数据结构,解法,结构
From: https://www.cnblogs.com/huageyiyangdewo/p/17051992.html

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