java数据结构
第 1 章 内容介绍和授课方式
1.1 数据结构和算法内容介绍
1.1.1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 str1= ""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
- 要求用最快的速度来完成匹配
- 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,在 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
- 马踏棋盘算法也被称为骑士周游问题
- 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 - 游戏演示: http://www.4399.com/flash/146267_2.htm
- 会使用到图的深度优化遍历算法(DFS) + 贪心算法优化
1.1.2数据结构和算法的重要性
- 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
- 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? - 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。 - 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) - 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
尚硅谷 Java 数据结构和算法
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第 2 章 数据结构和算法概述
2.1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. 3) 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。
2.2 看几个实际编程中遇到的问题
2.2.1问题一-字符串替换问题
小结:需要使用到单链表数据结构
2.2.2一个五子棋程序尚硅谷 Java 数据结构和算法
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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
- 棋盘 二维数组=>(稀疏数组)-> 写入文件 【存档功能】
- 读取文件-》稀疏数组-》二维数组 -》 棋盘 【接上局】
2.2.3约瑟夫(Josephu)问题(丢手帕问题)
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。
- 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。 - 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
2.2.4其它常见算法问题:尚硅谷 Java 数据结构和算法
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- 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
2.3 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。
2.3.1线性结构
- 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
- 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 - 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 - 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.
2.3.2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