数据结构
- 程序设计 = 数据结构 + 算法
- 数据结构:简而言之,就是数据元素相互之间存在的一种或多种特定关系的集合。可分为:逻辑结构,物理结构。
逻辑结构
- 逻辑结构研究的是:数据对象中数据元素之间的相互关系。
- 包含:集合结构、线性结构、树形结构、图形结构
物理结构
- 物理结构研究的是:如何把数据元素存储到计算机的存储器中。
- 数据元素的存储结构形式有两种:顺序存储和链式存储
- 顺序存储结构:把数据元素存放在地址连续的存储单元里,其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的
- 链式存储结构:把数据元素存放在任意的存储单元里,这组存储单元可以是连续的,也可以是不连续的。
算法
- 算法是解决特定问题求解步骤的描述,在计算机中表现为指令的有限序列,并且每条指令表示一个或者多个操作。
- 算法具有五个基本特性:输入、输出、有穷性、确定性和可行性
输入
- 算法具有零个或多个输入
输出
- 算法至少有一个或多个输出
- 算法是一定要输出的。输出的形式可以是打印形式输出,也可以是返回一个值或多个值等
有穷性
- 算法在执行有限的步骤之后,自动结束而不会出现无限循环,并且每一个步骤在可接受的时间内完成
确定性
- 算法的每一个步骤都具有确定的含义,不会出现二义性
- 算法在一定的条件之下,只有一条执行路径,相同的输入只有唯一的输出结果
- 算法的每一个步骤都应该被精确的定义而无歧义
可行性
- 算法的每一步都必须是可行的,即每一步都能通过执行有限次数完成
算法设计的要求
正确性
算法的正确性是指算法至少应该具有输入、输出和加工处理无歧义、能正确反映问题的需求、能够得到问题的正确结果。大体分为以下四个层次:
- 算法程序没有语法错误
- 算法程序对于合法输入能够产生满足要求的输出
- 算法按程序对于非法输入能够产生满足规格的说明
- 算法程序对于故意刁难的测试输入都有满足要求的输出结果
可读性
- 便于阅读、理解和交流
健壮性
- 当输入数据不合法时,算法也能做出相关处理,而不是产生异常、奔溃或者莫名其妙的结果
时间效率高和存储量低
参考资料
小甲鱼- 数据结构和算法