資料結構第一章 緒論

2021-09-17 21:45:20 字數 1681 閱讀 9111

1.什麼是演算法?

演算法是基於特定的計算模型(比如計算機工具),解決某乙個資訊處理問題二號色記得指令序列。演算法必須呀具備以下要素:(1)輸入,指所求解的特定問題的例項

(2)輸出:經過演算法求解過程之後,所求解出來的問題答案

(3)基本操作,確定性和可行性:演算法由一系列語義明確的指令所構成,指令在計算機模型上可以實現。

(4)有窮性和正確性:演算法在執行有限次數之後能夠輸出,並且輸出的結果是正確的。

2.如何度量演算法的好壞?

首先演算法必須是正確的,符合語法,能夠正確地編譯和鏈結,演算法還需要具有魯棒性/健壯,要應對特殊情況/邊界情況也能得到正確的輸出。演算法必須要具有可讀性,結構化,並且含有特定語義資訊的變數需要被準確地命名,還要準備足夠多的注釋和文件。以上都是演算法需要具備的特徵,但不是衡量演算法好壞的關鍵。衡量演算法好壞最為關鍵的特徵是演算法的效率,包括時間效率和空間效率,好的演算法應該具有:速度盡可能快,所占用的儲存空間盡可能少的特點。

algorithm + data structure = programs  演算法和資料結構的集合就可以得到解決問題的程式

(algorithm + data structure)*efficiency = computations 

3.演算法的計算成本

也就是演算法的複雜度,包括演算法的時間複雜度和空間複雜度,現在僅考慮時間複雜度。執行乙個演算法所需要耗費的時間往往和輸入例項的規模有關係,通常情況下,輸入例項的規模越大,執行演算法所需要的時間成本越大。而且,問題例項的規模,往往是決定演算法時間複雜度的重要因素。

4.演算法的時間複雜度(輸入問題的規模是影響演算法時間複雜度的主要因素)

特定演算法在不同例項輸入時,時間複雜度大不相同

演算法的時間複雜度定義為對於輸入問題規模為n時,將規模為n的所有問題例項輸入演算法,演算法的最長執行時間(也就是最壞的輸入例項情況)則被定義為演算法在問題規模為n時的時間複雜度。(考慮的時最壞的情況)

t(n)=max

5.大o記號

程式=資料結構+演算法

衡量dsa(data structure and algorithm)效能的指標:o,o記號用來分析演算法的複雜度。當前所關心的問題是,隨著問題規模的增長,相應的計算成本如何增長?對於規模為n的輸入,計算成本主要包含兩個部分:(1)需要執行的基本操作次數t(n);(2)執行演算法所需要的儲存單元數。而執行程式所需要的儲存空間一般不做考慮,僅僅考慮需要進行多少次基本操作。

演算法的執行時間通常與執行演算法所需要的基本操作次數成正比,用t(n)表示當輸入的問題例項為n時,所需要執行的基本操作的次數。

6.迴圈問題的時間複雜度分析

執行二重迴圈所需要的時間複雜度等於圖中的面積。

7.解決複雜問題的思路:減而治之和分而治之。

8.遞迴跟蹤

遞迴版本的求解斐波那契數列的第n項計算複雜度很大,計算效率很低,即

def fib(n):

return n if n<2 else fib(n-1)+fib(n-2)

這是因為會有大量的遞迴例項被重複地計算。

資料結構第一章緒論

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