管窥算法

什么是算法和数据结构?

你可能会在一些教材上看到这句话:

程序 = 算法 + 数据结构

算法(Algorithm):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描述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。

数据结构(Data Structures):是计算机存储和组织数据的一种方式,可以用来高效地处理数据。

举个例子:二分查找就是一个非常经典的算法,而二分查找经常需要作用在一个有序数组上。这里二分就是一种折半的算法思想,
而数组是我们最常用的一种数据结构,支持根据下标快速访问。很多算法需要特定的数据结构来实现,所以经常把它们放到一块讲。

实际上,在真正的项目开发中,大部分时间都是 从数据库取数据 -> 数据操作和结构化 -> 返回给前端,在数据操作过程中需要合理地抽象,
组织、处理数据,如果选用了错误的数据结构,就会造成代码运行低效。这也是我们需要学习算法和数据结构的原因。

分析算法的方法

我们都知道,数据结构是组织和访问数据的一种系统化方式,算法是在有限的时间里一步步执行某些任务的过程。这些概念对计算极为重要,为了分辨哪些数据结构与算法是优秀的,我们需要一些精确分析算法的方法,我们用到的主要分析方法包括算法和数据结构的运行时间和空间利用表示。
一般来说,一个算法或数据结构的运行时间随着输入大小而增加,尽管它可能对相同大小的不同输入也有所变化。另外,运行时间也受硬件环境(如,处理器、时钟频率、内存、硬盘)以及算法实施和执行的软件环境(如,操作系统、程序设计语言)的影响。当其他因素不变时,如果计算机有更快的处理器,或者程序编译到本机代码来执行而不是解释执行,有相同输入数据的相同算法的运行时间会更少。

总论

算法包罗万象:

推理、逻辑、“机智”
演绎、归纳、类比

算法是脑力的游戏

合理运用算法,能够获得更高的效率

计划后续会开一个数据结构与算法专栏,分享一些基于python语言实现的数据结构与算法知识,敬请期待。

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