数据结构大总结!
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2021-11-27 02:38
说到算法,就不能不说起数据结构。今天我来讲一讲,什么是数据结构?程序员怎么学好数据结构?
我们介绍算法的时候说过,计算机当中的算法,本质就是一系列程序指令,用以解决特定的运算和逻辑问题。
而所谓数据结构,是数据的组织、管理和存储格式。简单理解的话,数据结构就是执行算法的“原材料”。
俗话讲,巧妇难为无米之炊。算法,就好比是聪明勤劳的女主人,而数据结构,就是用来做饭做菜的柴米油盐。
数据结构都有哪些组成方式呢?
首先,是线性结构。
但凡有过一点编程基础的小伙伴,肯定都知道数组,这就是一种典型的线性数据结构。
除了数组以外,链表也是一种重要的数据结构。Java集合框架中的LinkList类,底层实现就是链表。
以数组或者链表为基础,可以封装出两种数据结构,一个是栈,它的特点是先进后出;另一个是队列,它的特点是先进先出。栈和队列,可以满足不同的特定需求。
其次,是树。
树,是一类一对多的数据结构,天生就非常适合用来检索。Java集合框架当中有一个TreeMap类,用于存储键和值的映射,不但查找很高效,还能保证键的有序排列。它的底层实现就是一种名为红黑树的特殊二叉树。
另外,我们操作系统当中的文件索引,有很多都是用B树实现的。
而我们常用的MySQL数据库,以B+树作为常用索引。
再其次,是图。
图,是一类多对多的数据结构,非常适合用于表述众多对象之间的复杂关系。大家肯定都乘坐过地铁,一个城市的地铁交通线路,站与站之间形成的关联,就是一个图结构。
在一群人之间,有着复杂的人际交往关系,他们所形成的的关系网络也是一个图结构。
在图的基础上,产生了许多实用的算法。比如,我们用百度地图或者高德地图进行导航的时候,背后就是图的最短路径算法。
最后,还有一些复合数据结构。
比如咱们常用的哈希表,它的组成就是数组和链表的结合。
还有一种比较有意思的数据结构叫做跳表,它在普通链表的基础上,增加了很多个索引层。Redis当中的集合 sortedSet,背后的数据结构就是跳表。
复合数据结构,往往结合了多种基础数据结构当然优势,在特定的场景下非常有用。
这就是数据结构的几种组成方式,大家可以把这张图保存一下。由于篇幅原因,图里面所列出的具体数据结构,只是最最常用的几种,并非全部。
那么,我们该如何学好数据结构呢?
就像学习算法一样,我们同样可以通过看书、看网上的视频课程,来了解常用的数据结构原理。
入门级别的书,比较推荐程杰老师的《大话数据结构》,以及我自己出版的《漫画算法》系列。
进阶级别的书,推荐看看《算法4》、《算法导论》。
课程的话,推荐极客时间王争老师的《数据结构与算法之美》,讲的非常全面。
此外,我们也可以动手去写代码,自己实现数据结构的基本功能,这样印象会很深刻。
像红黑树这么复杂的数据结构,一上来可能很难直接写出来。我们可以从简单的开始,比如尝试实现一个链表的添加节点和删除节点功能,比如实现二叉树的前序、中序、后序遍历,等等。
最后,有些网站,会提供可视化的数据结构演示,非常生动。小伙伴们可以去这些网站看看。比如visuAlgo这个网站,就有着很丰富的案例。
大家还关注过哪些算法与数据结构的教学网站,也欢迎在留言区写出。
好了,关于数据结构,我就给大家介绍到这里。如果觉得这篇文章对你有帮助,希望可以点个在看点个赞,感谢大家~~