数据结构和算法（01）之综述

本章重点

• 数据结构和算法能起到什么作用？
• 数据结构的概述
• 算法的概述
• 一些定义
• 面向对象编程
• 软件工程
• 对于c++程序员的java
• java数据结构的类库

一、数据结构和算法能起到什么作用？

数据结构是对在计算机内存中（有时在磁盘中）的数据的一种安排。
数据结构包括数组、链表、栈、二叉树、哈希表等

现实世界数据存储

程序员工具

建模

二、数据结构的概述

• 数据结构的特性

数据结构	优点	缺点
数组	插入快，存取快	查找、删除慢，大小固定
有序数组	比无序数组查找快	查找、删除慢，大小固定
栈	后进先出	存取其它项很慢
队列	先进先出	存取其它项很慢
链表	插入、删除快	查找慢
二叉树	查找、插入、删除都快（如果保持树平衡）	删除算法复杂
红-黑树	查找、插入、删除都快（树总是平衡的）	算法复杂
2-3-4树	查找、插入、删除都快（树总是平衡的）类似的树对磁盘存储有用	算法复杂
哈希表	若关键字已知则存取极快，插入快	删除慢，若不知道关键字则存取极慢，对存储空间使用不充分
堆	插入、删除快，对最大数据项存取很快	对其他数据项存取慢
图	对现实世界建模	有些算法慢且复杂

除数组之外，其它数据机构都可以被认为是抽象数据结构（ADT）

三、算法的概述

• 需要知道

  • 如何插入一条新的数据项
  • 寻找某一特定的数据项
  • 删除某一特定的数据项

• 另一种算法使用范畴

  • 排序

四、一些定义

数据库（database）

记录（record）

字段（field）

关键字

五、面向对象编程

过程性语言问题

1. 程序与现实世界缺乏对应关系
2. 程序内部结构出了问题

对象简述

• 对象
• 类
• 创建对象

一个能运行的面向对象程序

继承与多态

六、软件工程

七、对于c++程序员的java

八、java数据结构的类库

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小结

1. 数据结构是指数据在计算机内存空间中或磁盘中的组织形式
2. 正确选择数据结构会使程序的效率大大提高
3. 数据结构的例子有数组、栈、链表
4. 算法是完成特定任务的过程
5. 在java中，算法经常通过类的方法实现
6. 一些数据结果的用途是作为程序员的工具，它们帮助执行算法
7. 其它数据结构可以模拟现实世界中的情况。例如，城市之间的电话线网
8. 数据库是指由许多类似的记录组成的数据存储集合
9. 一条记录经常表示现实世界中的一个事物，例如一名雇员或一个汽车零件
10. 一条记录被分成字段。每个字段都存储由这个记录所描述事物的一条特性
11. 一个关键字是一条记录的一个字段，通过它可以对数据执行许多操作。例如，人事记录可以通过lastname字段进行排序

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