JavaScript數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法
前言
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法這個詞相信大家都聽過、了解過、學過,那為什么要學習數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法呢?我感覺有以下兩個原因:
- 為了一個比較滿意的Offer,現(xiàn)在去面試任何一家公司,不管你是前端還是后端,多多少少會問一些關于算法的問題;
- 編程需要,如果沒有很好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的功底,很多事情都是知其然不知其所以然,無法深入的學習,還有就是隨著項目的復雜,數(shù)據(jù)量也隨之變大,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法可以更優(yōu)雅的處理這些數(shù)據(jù)。
程序=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法,是計算機科學界的一個經(jīng)典名句,這句話也體現(xiàn)了一個應用程序是與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法密不可分的。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
首先我們先來了解一下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是計算機存儲和組織數(shù)據(jù)的一種方式,指相互之間存在一種或者多種特定關系的集合。在不同的場景選擇更適合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),可以為應用程序帶來更好的運行效率和存儲效率。
常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
常見的一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要有以下幾種:
- 數(shù)組(Array) :數(shù)組是一種聚合數(shù)據(jù)類型,它是將具有數(shù)據(jù)類型的的一些變量有序的組織到一起的一個集合;
優(yōu)點是插入快;缺點是查找、刪除慢,只能存儲單一類型的元素;
- **鏈表(Linked List):**鏈表是一種數(shù)據(jù)元素按照鏈式存儲結(jié)構(gòu)進行存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),這種存儲結(jié)構(gòu)具有在物理上存在非連續(xù)的特點。
優(yōu)點是插入、刪除快;缺點是查找慢;
- **棧(Stack):**棧是一種特殊的線性表,它只能在一個表的一個固定端進行數(shù)據(jù)結(jié)點的插入和刪除操作。
優(yōu)點是提供先進后出的存儲方式,缺點是對其他項操作都很慢;
- **隊列(Queue):**隊列和棧類似,也是一種特殊的線性表。和棧不同的是,隊列只允許在表的一端進行插入操作,而在另一端進行刪除操作。
優(yōu)點是提供先進先出的存儲方式,缺點是對其他項操作都很慢;
- **樹(Tree):**樹是典型的非線性結(jié)構(gòu),它是包括,2 個結(jié)點的有窮集合 K。
- **圖(Graph):**圖是另一種非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在圖結(jié)構(gòu)中,數(shù)據(jù)結(jié)點一般稱為頂點,而邊是頂點的有序偶對。
算法
算法簡而言之就是解決問題的步驟,對特定問題求解步驟的一種描述,他的定義的是解決特定問題求解步驟的準確而完整的描述,在計算機中表現(xiàn)為一系列指令的集合,算法代表著用系統(tǒng)的方法描述解決問題的策略機制。
舉兩個例子來說明一下什么是算法:
- 去北京看演唱會:首先我們需要確定地點、然后購買門票、車票、入場、看演唱會、演唱會結(jié)束
- 把大象裝進冰箱:把冰箱門打開,大象塞進去,關上冰箱門。
雖然把大象裝進冰箱這是一個玩笑話,假設這真的是一個問題,解決問題的步驟適用于任何動物。
算法的特征
算法具有以下五個特征:
- 有窮性:對于任意一組合法輸入值,在執(zhí)行有窮步驟之后一定能結(jié)束,即:算法中的每個步驟都能在有限時間內(nèi)完成。
- 確定性:在每種情況下所應執(zhí)行的操作,在算法中都有確切的規(guī)定,使算法的執(zhí)行者或閱讀者都能明確其含義及如何執(zhí)行。并且在任何條件下,算法都只有一條執(zhí)行路徑。
- 可行性:算法中的所有操作都必須足夠基本,都可以通過已經(jīng)實現(xiàn)的基本操作運算有限次實現(xiàn)之。
- 有輸入:作為算法加工對象的量值,通常體現(xiàn)在算法當中的一組變量。有些輸入量需要在算法執(zhí)行的過程中輸入,而有的算法表面上可以沒有輸入,實際上已被嵌入算法之中。
- 有輸出:它是一組與“輸入”有確定關系的量值,是算法進行信息加工后得到的結(jié)果,這種確定關系即為算法功能。
算法的目標
一個優(yōu)秀的算法需要追求以下兩個目標:
- 運行所需的時間更少
- 占用的內(nèi)存空間更小
上面所說的正是時間復雜度和空間復雜度的概念,相信很多同學都對這兩個概念有所了解,不了解也沒有關系,下篇文章介紹時間復雜度和空間復雜度。
總結(jié)
本篇文章介紹了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的概念,以及幾種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是什么,有什么優(yōu)點和缺點;在文章的最后還介紹了算法的五個特征以及算法所追求的目標。
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