请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版
MSIPO技术圈 首页 IT技术 查看内容

数据结构和算法的本质

2023-07-13

数据结构的本质:

数据结构的本质其它就是链表和数组,其它数据结构不过是更上层的建筑。都是用最底的的数组或者链表构造,抽象出来的,然后提供更易用的api。比如树,可以用数组,也可以用链表构建。数组优点是可以索引,省空间。而链接因为用指针,会多用些空间,且链表可以很好的插入删除。
所以我们看到redis上有字符串,有集合等数据结构,但每一次在内部都有两种实现方案。
其实,我们自己也可以根据具体的业务场景,构造出自己想要的个性化 数据结构,然后定义出一些适合当前业务,好用的API。其实每种语言都实现了很多上层的数据结构。python常用的字典,数组外,还有一些定义在collections模块中,用于扩展内置的数据类型。这些数据类型更灵活和高效,如defaultdict,双端队列,Counter。java也是,大多定义在java.util包中。
综上所述,数据结构底层就是数组和链表。集合,字典也不例外,它们不过是通过哈希函数映射到索引上罢了。

那么算法的本质是什么呢?

算法的本质其实是穷举。穷举不是那么容易的,第一要保证不漏,第二要聪明的穷举。
因为计算机思维就是通过算力求解问题(参见《编码》一书),完全不同于人解决问题的思路。比如数学发明一个公式,可能就把一个问题求解了。计算机不是这样的。计算机最大优点就是速度快,不“怕累”。算法就是通过计算机语言把人的任务转换成机器一遍遍执行。

再详细说下上面两点。先说不漏。算法给出的答案要完整。比如很多求组合的问题,往往用到回溯算法。这种问题就要确保答案完备。
聪明的穷举就更好理解了。一道算法题,经常可以通过暴力求解。但时间复杂复不好,所以要优化。所有优化的方法和手段,都是为聪明的穷举服务的。比如双指针技巧,滑动窗口,都是为了节省时间。我们知道,它们比双循环这种暴力求解更省时。再比如,有些问题,我们可以选择更优化的数据结构来减少穷举,比如用双链表而不是单链表。

还有细节一点的:比如写循环时,有些时候是可以提前结束的,比如遍历树的时候去枝,又比如利用缓存记忆,减少些重复的操作。

相关阅读

手机版|MSIPO技术圈 皖ICP备19022944号-2

Copyright © 2024, msipo.com

返回顶部