数据结构基础1

1.何为常数时间的操作?
2.如何确定算法流程的时间复杂度?
3.如何确定算法流程的总操作数量与样本数量之间的表达式关系?
4.常见的时间复杂度
5.认识异或运算
6.为什么要手撸数据结构算法?

1.何为常数时间的操作?

如果一个操作的执行时间不以具体样本量为转移,每次执行时间都是固定时间。称遮掩你的操作为常数时间的操作
例如,数组取数,数组下标取数,是取固定地址的偏移量取值,取数耗时T和这个数的大小,数组下标的大小无关。
常见的常数时间操作

  • 常见的算术运算(+ , - , * , / , %等)
  • 常见的位运算(>> , >>> , << , | , & , ^ 等)
  • 赋值,比较,自增,自减操作等
  • 数组寻址操作

总之:执行时间固定的操作都是常数时间操作。
反之:执行时间不固定的操作都不是常数时间操作。

1.如何确定算法流程的时间复杂度?

当完成了表达式的建立,只要把最高阶项留下即。低阶项都去掉,高阶的系数也去掉。
记作:O(忽略掉系数的高阶项)

3.如何确定算法流程的总操作数量与样本数量之间的表达式关系?

1,想想该算法流程所处理的数据状况,要按照最差情况来。
2,把整个流程彻底拆分为一个个基本动作,保证每个动作都是常数的操作。
3,如果数据量为N,看看基本动作的数量与N是什么关系。

4.常见的时间复杂度

排名从好到差:

  • O(1)
  • O(logN)
  • O(N)
  • O(N * logN)
  • O(N^2) O(N^3) O(N^4) O(N^5) ... O(N^k)
  • O(2^N) O(3^N) O(4^N) O(5^N) O(k^N)
  • O(N!)
5.认识异或运算

同或运算:--
异或运算:可以看作是无进位的加法器。满足交换律和结合律
案例1:快速找出一个数组中个数为奇数的那个数,并返回他

/**
 * 快速找出一个数组中个数为奇数的那个数,并返回。(只有一个奇数)
 * @author Tara
 * @implNote
 */
public class Pra4 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{5,2,3,4,5,2,3,4,5,6,2,3,4,5,1,2,3,4,5,6,4,4,2,23,4,2,1,23,4};
        int a = 0;
        for (int i=0;i

案例2:快速取出一个数二进制最后一位1 : N & (~N + 1)

/**
 * 快速取出一个数二进制最后一位1 :  N & (~N + 1),去除的数为1,2,4,8,16,32,64,128,256,。。。。
 * 例如 24 <==>11000,要取出1000(十进制8),
 * @author Tara
 * @implNote
 */
public class Pra5 {

    public static void main(String[] args) {
        int a = 24;
        System.out.println(a & (~a+1));

        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            int b = i;
            System.out.print((b & (~b+1))+",");
        }
    }
}

案例3:一个数组中有两种数出现了奇数次,其他数都出现了偶数次,怎么找到并打印这两种数?

/**
 * 一个数组中有两种数出现了奇数次,其他数都出现了偶数次,怎么找到并打印这两种数?
 * @author Tara
 * @implNote
 */
public class Pra6 {

    public static void main(String[] args) {

        int arr[] = new int[]{0,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,0,2,4,5,6};
        printOddNums(arr);
    }

    private static void printOddNums(int[] arr) {
        // 所有数做异或操作
        int eor = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            eor^=arr[i];
        }
        // 去除num左右侧的1
        int rightOne = eor & (~eor+1);

        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if ((arr[i] & rightOne) == rightOne){
                rightOne^=arr[i];
            }
        }
        System.out.println("第一个数是"+rightOne +"第二个数是"+(eor^rightOne));
    }
}

案例4:将10进制数转成二进制,找出其中有多少个1

/**
 * 将10进制数转成二进制,找出其中有多少个1
 * @author Tara
 * @implNote
 */
public class Pra7 {

    public static void main(String[] args) {
        int N = 13257423;
        findCounts(N);
    }

    private static void findCounts(int n) {
        // 计数
        int count = 0;
        //每次都抹去最后一个1
        while (n >0){
            int rithtOne = n & (~n +1);
            //抹掉最后一个1
            n^=rithtOne;
            //思考,为什么抹掉最后一个1,用异或,不用-rightOne ???  答:因为如果N为负数的时候,会出问题。
            count++;
        }
        System.out.println("有"+count);
    }
}

6.为什么要手撸数据结构算法?

1.算法与语言无关;
2.语言提供的api是有限的,当有新功能api不提供就需要改写
3.任何软件工具的底层都是基本的算法与数据结构,这个是绕不过去了。

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