0
点赞
收藏
分享

微信扫一扫

【数据结构其实真不难】数据结构和算法概述


  • 💂 个人主页:​​陶然同学​​
  • 🤟 版权:本文由【陶然同学】原创、需要转载请联系博主
  • 💬 如果文章对你有帮助、欢迎关注、点赞、收藏(一键三连)和订阅专栏哦
  • 💅想寻找共同成长的小伙伴,请点击【​​Java全栈开发社区​​

目录

​​什么是数据结构​​

​​数据结构分类​​

​​什么是算法​​

​​算法初体验​​

​​最后​​

什么是数据结构

官方解释:

数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中的操作对象,以及他们之间的关系和操作等相关

问题的学科。

大白话:

数据结构就是把数据元素按照一定的关系组织起来的集合,用来组织和存储数据

数据结构分类

传统上,我们可以把数据结构分为逻辑结构和物理结构两大类。

逻辑结构分类:

逻辑结构是从具体问题中抽象出来的模型,是抽象意义上的结构,按照对象中数据元素之间的相互

关系分类,也是


我们后面课题中需要关注和讨论的问题。

a. 集合结构:集合结构中数据元素除了属于同一个集合外,他们之间没有任何其他的关系。

【数据结构其实真不难】数据结构和算法概述_数据结构

b. 线性结构:线性结构中的数据元素之间存在一对一的关系

【数据结构其实真不难】数据结构和算法概述_线性回归_02

c. 树形结构:树形结构中的数据元素之间存在一对多的层次关系

【数据结构其实真不难】数据结构和算法概述_算法_03

d. 图形结构:图形结构的数据元素是多对多的关系

【数据结构其实真不难】数据结构和算法概述_算法_04

物理结构分类:

逻辑结构在计算机中真正的表示方式(又称为映像)称为物理结构,也可以叫做存储结构。常见的

物理结构有顺序

存储结构、链式存储结构。

顺序存储结构:

把数据元素放到地址连续的存储单元里面,其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的 ,比如我们

常用的数组就是

顺序存储结构。

 

【数据结构其实真不难】数据结构和算法概述_算法_05

 

顺序存储结构存在一定的弊端,就像生活中排时也会有人插队也可能有人有特殊情况突然离开,这

时候整个结构都

处于变化中,此时就需要链式存储结构。

链式存储结构:

是把数据元素存放在任意的存储单元里面,这组存储单元可以是连续的也可以是不连续的。此时,

数据元素之间并

不能反映元素间的逻辑关系,因此在链式存储结构中引进了一个指针存放数据元素的地址,这样通

过地址就可以找

到相关联数据元素的位置

 

【数据结构其实真不难】数据结构和算法概述_算法_06

什么是算法

官方解释:

算法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

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。

大白话:

根据一定的条件,对一些数据进行计算,得到需要的结果。

算法初体验

在生活中,我们如果遇到某个问题,常常解决方案不是唯一的。

例如从西安到北京,如何去?会有不同的解决方案,我们可以坐飞机,可以坐火车,可以坐汽车,

甚至可以步行,

不同的解决方案带来的时间成本和金钱成本是不一样的,比如坐飞机用的时间最少,但是费用最

高,步行费用最

低,但时间最长。

再例如在北京二环内买一套四合院,如何付款?也会有不同的解决方案,可以一次性现金付清,也

可以通过银行做

按揭。这两种解决方案带来的成本也不一样,一次性付清,虽然当时出的钱多,压力大,但是没有

利息,按揭虽然

当时出的钱少,压力比较小,但是会有利息,而且 30 年的总利息几乎是贷款额度的一倍,需要多付

钱。

在程序中,我们也可以用不同的算法解决相同的问题,而不同的算法的成本也是不相同的。总体

上,一个优秀的算

法追求以下两个目标:

1. 花最少的时间完成需求;

2.占用最少的内存空间完成需求;

下面我们用一些实际案例体验一些算法。

需求 1

计算 1 到 100 的和。

第一种解法:

public static void main(String[] args) { 
int sum = 0;
int n=100;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
sum += i;
}
System.out.println("sum=" + sum);
}

第二种解法:

public static void main(String[] args) { 
int sum = 0;
int n=100;
sum = (n+1)*n/2;
System.out.println("sum="+sum);
}

第一种解法要完成需求,要完成以下几个动作:

1.定义两个整型变量;

2.执行100 次加法运算;

3. 打印结果到控制台;

第二种解法要完成需求,要完成以下几个动作:

1. 定义两个整型变量;

2. 执行 1 次加法运算, 1 次乘法运算,一次除法运算,总共 3 次运算;

3. 打印结果到控制台;

很明显,第二种算法完成需求,花费的时间更少一些。

需求 2

计算 10 的阶乘

第一种解法:

public class Test { 
public static void main(String[] args) {
//测试,计算10的阶乘
long result = fun1(10);
System.out.println(result);
}
//计算n的阶乘
public static long fun1(long n){
if (n==1){
return 1;
}
return n*fun1(n-1);
}
}

第二种解法:

public class Test { 
public static void main(String[] args) {
//测试,计算10的阶乘
long result = fun2(10);
System.out.println(result);
}
//计算n的阶乘
public static long fun2(long n){
int result=1;
for (long i = 1; i <= n; i++) {
result*=i;
}
return result;
}
}

第一种解法,使用递归完成需求, fun1 方法会执行 10 次,并且第一次执行未完毕,调用第二次执

行,第二次执行

未完毕,调用第三次执行 ... 最终,最多的时候,需要在栈内存同时开辟 10 块内存分别执行 10 个 fun1

方法。

第二种解法,使用 for 循环完成需求, fun2 方法只会执行一次,最终,只需要在栈内存开辟一块内存

执行 fun2 方法

即可。

很明显,第二种算法完成需求,占用的内存空间更小。

最后

        我们的数据结构就结束了 欢迎大家添加博主交流 练习过程中遇到问题也可以提供支持 如果需要学习资料 博主也可以推荐

        最后 如果觉得文章对您有帮助 请给博主点赞、收藏、关注 博主会不断推出更多优质文章

【数据结构其实真不难】数据结构和算法概述_java_07

 

举报

相关推荐

0 条评论