数据结构和算法总览

数据结构和算法总览

一。大部分问题抽象其数据类型,可分为三种。

抽象出3种数据模型,并研究这3种模型的存储及常用操作,对于解决问题有很大帮助。而且有个重要一点就是让程序员交流起来更顺畅,代码都是推荐的那个套路,减低bug和提高效率。

1.线性关系(可表示1对1关系模型, 天然存在于数据本身就是一个挨一个这种类型。如一个班学生按学号排位)

2.树型关系,常见二叉和平衡二叉(表示1对多关系,天然存在于树型层级的关系,或适合对半分的情况,如学生会分级管理, 地区分级,公司分级,成绩分级)

3.图关系(表示多对多关系,天然存在于相对独立,分散的关系,如学生们之间的关系,城市间关系,)

逻辑上模型有3种,数据的存储一般是3种,顺序存储和链表存储,还有一个hash  .

在队列逻辑数据结构中,一般队列和环形缓冲这2中队列,体现了对存储天生的需求不同,非常经典,一般队列,选用链表,方便删除和添加,而环形队列,因为固定大小选用顺序存储,方便读起,

 

二。大部分问题归纳其解决思路,大致分为分治,贪心,动态,回溯等思路,即算法。

解决问题,也就是算法实现的过程,需要数据结构来实现。二者是一起产生的。

面对一个问题如何分析?自己总结最灵魂的一句话就是如何找出同样形式和性质的小问题,分治,贪心,动态,无不包含此目标。

总体思路,先把问题极简化,再慢慢扩大规模,试图发现规律。大概知道规律后,先尝试分治法,因为分治有递归好基友帮忙,好实现,又好理解。

还有一种就是每步都是最优解,期望最后是最优解,就是贪心。

 

如果一个问题很小,很简单,那么一般解决操作也会很简单。也就没有研究的价值,所以一般需要研究的是问题规模比较大,所以才需要研究。

那么很自然,算法的目标就是发现规律,把大问题分解为同样形式和性质小问题,并组合起来。这种自然的思路就是分治。

分治含有2个注意点:

1,divide和combine 分解和组合,   原问题分解为同质的小问题的组合(X=X1+X2+a),X,无法由具体的操作表示。 a,某个具体的操作

2.  comquer 解决  Xn=b+c   ,    最后问题减少规模到某个阀值,可以表示为某些具体操作。

所以最终问题都变成了具体操作的组合。 X=((b+c)+(b+c)+a)+........................

 

还有一种相对应的思路就是,每步都是最优解,并更新数据,让问题性质不变,只是缩小问题规模,叫贪心。这样很大可能是次优解,但某些问题也是最优解,需证明。

贪心有2种具体的操作

1.做完当前操作,删除一个元素,并更新删除这个元素所带来的条件变化来减少规模,  如插入排序

2.做完当前操作,合并某些元素,并更新合并这个元素所带来的条件变化来减少规模,  如和夫曼树。

基本上就是分治和贪心这两种思路,

 

动态:在这2个大思路下,针对某些特殊问题,如图的最短路径问题,需要考虑所有解,才能知道最优,但是每步都会重新计算,所以额外保存一些数据,避免重复计算。叫动态。很显然,动态就是包含分治和贪心啊。

 

还有常见的算法处理的一类排列组合的问题。

还有一些必须穷举的,在穷举的基础上进行优化,就是回溯思路

还有一写问题和规模无关,比如随机算法。

还有一种我把它叫做创造力算法,比如等差级数之和,按照常规递归思路或缩小问题规模,那么就是一般的一个一个累加,但是如果有相应知识和创造力思维,能吧一个大规模问题,突然变成另外一个规模很小的问题,如加法变成乘法。

那就牛了。想想高斯,一年级就会乘法了,他不但牛在创造,也在于自学厉害,1年级自学了乘法,并会灵活运行。放到现实生活中,如果你发明了一个没人知道的乘法,把它用在大家知道的加法上。你说牛不牛!!!!!!!!!牛到暴躁。

 

树的最优二叉树即哈夫曼树(Huffman Tree)看起来很简单,但没想出来没关系,霍夫曼本人是博士,而且是经过了一个学期才完成,而且还看了Shannon-Fano,及次优Shannon-Fano的树

 

算法总结:

1.分治

2.贪心

3.动态规划

4.排列组合

5,深度优先和回溯

数据结构:

1.线性

2.1对多

3.多对多

 

 

值得复习的:

快排和归并排序(线性结构数组+分治+递归)

二叉树,以及平衡二叉树(树结构+递归)

最短距离(图+动态)

切钢条(图+动态)

值得复习,但复杂点的:

kmp

rbt

堆排

 

转载于:https://www.cnblogs.com/lsfv/p/10198533.html

你可能感兴趣的:(数据结构和算法总览)