【数据结构与算法】1. 什么是数据结构与算法

一、什么是数据结构

1. 什么是数据结构

程序设计 = 数据结构 + 算法

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程序设计：为计算机处理问题编制一组指令集

算法：处理问题的策略

数据结构：问题的数学模型

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数据结构就是数据元素相互之间存在的一种或多种特定关系的集合

2. 数据结构分为  逻辑结构  和  物理结构

逻辑结构：数据对象中数据元素之间的相互关系

物理结构：数据的逻辑结构在计算机中的存储形式

3. 四大逻辑结构

集合结构：数据元素除了同属于一个集合外，它们之间没有其他关系

线性结构：数据元素之间一对一的关系

树形结构：数据元素之间存在一对多的层次关系

图形结构：数据元素是多对多的关系

4. 物理结构

顺序存储结构：把数据元素存放在地址连续的存储单元里，其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的（eg：array）

链式存储结构：把数据元素存放在任意的存储单元里，存储关系并不能反映逻辑关系，需要用指针存放数据元素的地址

二、算法

1. 算法的五个基本特征：输入、输出、有穷性、确定型和可行性

输入：算法具有 零个或多个 输入

输出：算法至少有 一个或多个 输出（一定要有输出）

有穷性：算法在执行有限的步骤之后，自动结束而不会出现无限循环，并且每一个步骤在可接受的时间内完成

确定性：算法的每一个步骤都具有确定的含义 ，不会出现二义性。算法在一定条件下，只有一条执行路径，相同的输入只能有唯一的输出结果。算法的每个步骤都应该被精确定义而无歧义。

可行性：算法的每一步都必须是可行的，每一步都能通过执行有限次数完成

2.算法设计的要求

正确性：算法至少应该具有输入、输出和加工处理无歧义性，能正确反映问题的需求，能够得到问题的正确答案。

可读性：算法设计另一目的是为了便于阅读、理解和交流

健壮性：当输入数据不合法时，算法也能做出相关处理，而不是产生异常、崩溃或莫名其妙的结果。

时间效率高和存储量低