数据结构内容介绍

# 数据结构内容介绍

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• 数据结构与算法内容介绍
  • 先看几个经典的算法面试题
  • 数据结构和算法的重要性
• 数据结构与算法的关系
• 一个五子棋程序
• 约瑟夫(Josephu)问题(丢手帕问题)
• 其它常见算法问题
• 线性结构和非线性结构
  • 线性结构
  • 非线性结构

# 数据结构与算法内容介绍

# 先看几个经典的算法面试题

• 字符串匹配问题：
  1. 有一个字符串 strl=""硅硅谷尚硅谷你尚硅尚硅谷你尚硅谷你尚硅你好""，和一个子串 str2="尚硅谷你尚硅你"
  2. 现在要判断str1是否含有str2，如果存在，就返回第一次出现的位置,如果没有，则返回-1
  3. 要求用最快的速度来完成匹配
  4. 你的思路是什么?
• 暴力匹配[简单，但是效率低]
• KMP算法《部分匹配表》
• 汉诺塔游戏 请完成汉诺塔游戏的代码:要求:(1)将A塔的所有圆盘移动到C塔。并且规定，(2)小圆盘上不能放大圆盘，(3)在三根柱子之间一次只能移动一个圆盘

• 八皇后问题 八皇后问题，是一个古老而著名的问题，是回溯算法的典型案例。该问题是国际西洋棋棋手马克斯·贝瑟尔于1848年提出:在8×8格的国际象棋上摆放八个皇后，使其不能互相攻击，即:任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上，问有多少种摆法。【92】=>分治算法

• 马踏棋盘算法介绍和游戏演示
  1. 马踏棋盘算法也被称为骑士周游问题
  2. 将马随机放在国际象棋的8×8棋盘Board[0~7][0~7]的某个方格中，马按走棋规则(马走日字)进行移动。要求每个方格只进入一次，走遍棋盘上全部64个方格
  3. 会使用到图的深度优化遍历算法(DFS)+贪心算法优化

# 数据结构和算法的重要性

1. 算法是程序的灵魂，优秀的程序可以在海量数据计算时，依然保持高速计算
2. 一般来讲程序会使用了内存计算框架(比如Spark)和缓存技术(比如Redis等)来优化程序,再深入的思考一下,这些计算框架和缓存技术，它的核心功能是哪个部分呢?
3. 拿实际工作经历来说,在Unix下开发服务器程序，功能是要支持上千万人同时在线，在上线前，做内测，一切OK,可上线后，服务器就支撑不住了,公司的CTO对代码进行优化，再次上线，坚如磐石。你就能感受到程序是有灵魂的，就是算法。
4. 目前程序员面试的门槛越来越高，很多一线IT公司(大厂)，都会有数据结构和算法面试题(负责的告诉你，肯定有的)
5. 如果你不想永远都是代码工人,那就花时间来研究下数据结构和算法

# 数据结构与算法的关系

1. 数据data结构(structure)是一门研究组织数据方式的学科，有了编程语言也就有了数据结构.学好数据结构可以编写出更加漂亮,更加有效率的代码。
2. 要学习好数据结构就要多多考虑如何将生活中遇到的问题,用程序去实现解决.
3. 程序=数据结构+算法
4. 数据结构是算法的基础,换言之，想要学好算法，需要把数据结构学到位。

看几个实际编程中遇到的问题

小结:需要使用到单链表数据结构

# 一个五子棋程序

如何判断游戏的输赢，并可以完成存盘退出和继续上局的功能

1. 棋盘二维数组=→>(稀疏数组)->写入文件【存档功能】
2. 读取文件-》稀疏数组-》二维数组-》棋盘【接上局】

# 约瑟夫(Josephu)问题(丢手帕问题)

1. Josephu问题为:设编号为1，2，… n的n个人围坐一圈，约定编号为k (<=k<=n)的人从1开始报数，数到m 的那个人出列，它的下一位又从1开始报数，数到m的那个人又出列，依次类推，直到所有人出列为止，由此产生一个出队编号的序列。
2. 提示:用一个不带头结点的循环链表来处理.Josephu问题:先构成一个有n个结点的单循环链表（单向环形链表），然后由k结点起从1开始计数，计到m时，对应结点从链表中删除，然后再从被删除结点的下一个结点又从1开始计数，直到最后一个结点从链表中删除算法结束。
3. 小结:完成约瑟夫问题，需要使用到单向环形链表这个数据结构

# 其它常见算法问题

1. 修路问题=→>最小生成树(加权值)【数据结构】＋普利姆算法
2. 最短路径问题=→>图+弗洛伊德算法
3. 汉诺塔→>分支算法
4. 八皇后问题=→>回溯法

# 线性结构和非线性结构

数据结构包括:线性结构和非线性结构。

# 线性结构

1. 线性结构作为最常用的数据结构，其特点是数据元素之间存在一对一的线性关系
2. 线性结构有两种不同的存储结构，即顺序存储结构(数组)和链式存储结构(链表)。顺序存储的线性表称为顺序表，顺序表中的存储元素是连续的
3. 链式存储的线性表称为链表，链表中的存储元素不一定是连续的，元素节点中存放数据元素以及相邻元素的地址信息
4. 线性结构常见的有:数组、队列、链表和栈，后面我们会详细讲解.

# 非线性结构

非线性结构包括:二维数组，多维数组，广义表，树结构，图结构