数据结构和算法

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数据结构与算法 - 概述

什么是数据结构?

数据结构是一种组织数据以便高效使用数据的系统方法。以下术语是数据结构的基本术语。

  • 接口 − 每个数据结构都有一个接口。接口表示数据结构支持的操作集合。接口仅提供支持的操作列表、可以接受的参数类型以及这些操作的返回类型。

  • 实现 − 实现提供了数据结构的内部表示。实现还提供了数据结构操作中使用的算法的定义。

数据结构的类型

本教程将学习以下不同类型的数据结构:

什么是算法?

算法是一个循序渐进的过程,它定义了一组按特定顺序执行以获得所需输出的指令。算法通常独立于底层语言创建,也就是说,一个算法可以用多种编程语言实现。

算法的类型

本教程将学习以下不同类型的算法:

数据结构的特征

  • 正确性 − 数据结构实现应正确实现其接口。

  • 时间复杂度 −数据结构操作的运行时间或执行时间必须尽可能短。

  • 空间复杂度 − 数据结构操作的内存使用量应尽可能小。

执行时间情况

通常使用三种情况来比较各种数据结构的执行时间。

  • 最坏情况 − 这指的是特定数据结构操作所花费的最大时间。如果某个操作的最坏情况时间为 ƒ(n),则该操作所花费的时间不会超过 ƒ(n),其中 ƒ(n) 表示 n 的函数。

  • 平均情况 − 这是描述数据结构操作平均执行时间的场景。如果一个操作的执行时间为 σ(n),则 m 个操作将花费 mσ(n) 的时间。

  • 最佳情况 σminus; 这种情况描述了数据结构操作的最小执行时间。如果一个操作的执行时间为 σ(n),则实际操作所需的时间可能为一个随机数,该随机数的最大值是 σ(n)。

DSA 基本术语

  • 数据 − 数据是值或值的集合。

  • 数据项 − 数据项是指单个值单元。

  • 组项 − 可分为子项的数据项称为组项。

  • 基本项 − 无法再分割的数据项称为基本项。

  • 属性和实体 − 实体是包含某些属性或特性,可以赋值的实体。

  • 实体集 −具有相似属性的实体构成一个实体集。

  • 字段 − 字段是表示实体属性的单个基本信息单元。

  • 记录 − 记录是给定实体的字段值的集合。

  • 文件 − 文件是给定实体集中实体的记录集合。