Java数据结构与算法的初步理解

发表时间: 2023-10-31 10:25

数据结构和算法的关系

  • 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。
  • 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.
  • 程序 = 数据结构 + 算法
  • 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

问题一:字符串替换问题

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(1<=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。

其它常见算法问题:

  • 修路问题 => 最小生成树(加权值)【数据结构】+ 普利姆算法
  • 最短路径问题 => 图+弗洛伊德算法
  • 汉诺塔 => 分支算法
  • 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,即顺序存储结构和链式存储结构。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