算法要求
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正确性(Correctness)
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语法正确
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输入输出(IO)正确
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可读性(Readability)
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使用注释(不注释比坏注释好,代码易读比过多注释好)
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命名契合(camelCase、PascalCase、UnderScoreCase)
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健壮性(Robustness)
- 完善的异常处理(处理非法输入而非处理异常)
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高效性(Efficiency)
- 时间复杂度 $$T(n) = O(f(n))$$
- 空间复杂度 $$S(n) = O(f(n))$$
抽象数据类型
抽象数据类型概述抽象数据类型(Abstract Data Type, ADT)是软件构造过程中的一个重要实例,与传统的数据类型不同的是,抽象强调作用于数据上的操作,程序员和用户无需关心数据是如何存储的,只需要设计和使用该数据类型即可。
特性:抽象和封装(class是ADT的实现)
ADT = (D, S, P)
数据元素的集合、数据元素的关系、数据元素集合的操作
class Student
{
string studentID;
string name;
string gender;
int age;
float score;
}
studentId | name | gender | age | score |
---|---|---|---|---|
0001 | Alice | female | 18 | 98 |
1358 | Bob | male | 20 | 47 |
8465 | Carol | female | 16 | 68 |
2358 | Ted | male | 17 | 84 |
逻辑结构
数据结构的抽象表现
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线性
graph LR A-->B-->C-->D-->E -
树形
graph LR A-->B-->D B-->E B-->G D-->F A-->C C-->H -
图状
graph LR A-->B C-->B A-->C E-->C
物理结构
逻辑结构在计算机中的实现,用存储结构来描述
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顺序存储结构(内存空间连续)
- 物理位置相邻
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链式存储结构(内存空间不连续)
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使用Node结构
struct Node { some_type value; Node *next; }
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结构的选择
线性结构如 array(数组)
等不应进行很多插入删除操作,但支持随机访问,有着较快的访问速度和较小的空间需求
链式结构如 list(链表)
插入删除快,但需要更多存储空间
一般来说,作为数据集合的逻辑结构通常有如下操作
template<typename T, unsigned N>
class A
{
T value[N];
typedef size_t pos;
public:
T get(pos); // 访问数据
T set(T, pos); // 更新数据
void insert(T); // 插入数据
void remove(pos); // 删除数据
pos search(T); // 查找数据
void sort(bool (*)(T, T)); // 排序
}; // 以上属性(attr)及方法(func)仅作示例
结构与算法
graph LR A(逻辑结构)---B(算法) B---C(存储结构) C---A即使逻辑结构相同,但实现方法不同(即存储结构不同)各种相关的算法也会不同。
如:线性结构的线性表用冒泡排序作排序算法;链式结构的线性表用插入排序作排序算法。
同样的逻辑结构和存储结构也会因为目的不同采用不同的算法
若算法 F1 有 \(T_{F_1}(n) = C_1n^2\) 但系数 \(C_1\) 较小,算法 F2 有 $$T_{F_2}(n) = C_2log_2n$$ 但系数 \(C_2\) 较大。则有可能在数据量较小时选择 F1,在数据量较大时选用 F2。