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數據結構第一講

k00baa / 2928人閱讀

摘要:為什么要學習數據結構語言是相通的人們常說,編程語言是相通的,掌握一門,其他語言很容易就能掌握。其實,真正想通的不是語言,而是數據結構與算法。

為什么要學習數據結構 1.語言是相通的

人們常說,編程語言是相通的,掌握一門,其他語言很容易就能掌握。
個人認為這是一個似是而非的觀點,每門編程語言都離不開變量,數組,循環,條件判斷這些概念,這似乎能支持上面的觀點,但是每門編程語言都有自己的使用范圍,都有自己擅長的事情,即便是有了 node.js 這中能夠一統前后端的語言,也總有他不能勝任的工作,比如機器學習。像python 這樣近乎萬能的語言,也會在高性能計算的時候無能為力。
其實,真正想通的不是語言,而是數據結構與算法。數據結構和算法是脫離編程語言而存在的,不同的語言有不同的實現版本,但是內在邏輯卻不會發生變化,所提現的編程思想不會有變化

2.業務場景

a、前端通過 websocket 獲取數據,數據是具體的坐標,當獲取到坐標的時候,在前端的地圖上顯示一個光圈。但是,后端不定期發送,可能一次推送幾個,也可能幾秒鐘才推送一個,當數據特別頻繁的時候,坐標都在地圖上顯示,地圖會非常亂,所以對于前端來說要做一個限制,前端同一個時刻最多顯示10個坐標,新坐標需要把最早的坐標擠掉,每個坐標最多顯示5秒鐘。

是否可以通過隊列的方式,每一個節點都包括,后臺傳過來的數據坐標和當前的時間,當超過10個坐標的時候,擠掉頭部出隊列,前端做事件循環每一秒鐘,檢查一下頭部是否超過5s,如果超過,頭部出隊列。

b、H5頁面翻頁場景業務,
可以添加頁面,刪除頁面,移動頁面,翻看頁面。我猜想大多數情況應該是對數組進行操作,通過arr,角標index和for循環來渲染頁面的.

換個思路:
是否可以用雙向鏈表的方式完成這些操作,每一個頁節點,包括本頁的數據,pre前一頁的指向和next后一頁的指向,當添加操作的時候其實是在尾節點next指向新頁,刪除頁面的時候其實是把前一頁的next指向刪除頁的next,移動頁面其實就是先完成刪除頁面,在完成添加頁面操作,向后翻看頁面的時候,就是一直在操作next,向前翻看其實就是一直操作pre。
不考慮分頁情況,如果存在分頁情況,也可以后端只保存一條數據,在存入的時候先讀取數據在update數據(這樣會增加服務器壓力)

3.學習數據結構的目標

a) 提高程序設計能力
b) 提高算法能力,數據結構的精髓在于總結提煉了許多儲存管理和使用數據的模式,這些模式的背后是最精華的編程思想,這些思想的領悟會需要一些時間,不是學習了幾種數據結構就能在工作中大展伸手,但是學會了數據結構,對自身能力的提升是很有幫助的
在沒有完全參悟這些編程思想和管理方式的時候,我們只需要學習具體的工具和方法。

4.數據結構和算法都有哪些

棧 -- 羽毛球、羊肉串
隊列 -- 排隊登機,優先隊列 -- vip用戶、軍人、老人、排隊優先進入
鏈表 -- 猴子撈月,包括單向鏈表、雙向鏈表
集合 -- es6中的Set
字典 -- es6中的Map
散列集 -- 曾經討論過,因為數組的長度不固定,角標用哈希表示、循環盡量采取foreach自動過濾調empty的位置輸出
圖 -- 迷宮 :深度搜索和廣度搜索,這個請參考https://segmentfault.com/a/11...
樹 -- 學習小組討論過一個問題,可以用二叉樹來解決

    假設你正在爬樓梯。需要 n 階你才能到達樓頂
    每次你可以爬 1 或 2 個臺階。你有多少種不同的方法可以爬到樓頂呢?
    注意:給定 n 是一個正整數。
    示例 1:     
    輸入: 2
    輸出: 2
    解釋: 有兩種方法可以爬到樓頂。
    1.  1 階 + 1 階
    2.  2 階
    示例 2: 
    輸入: 3
    輸出: 3
    解釋: 有三種方法可以爬到樓頂。
    1.  1 階 + 1 階 + 1 階
    2.  1 階 + 2 階
    3.  2 階 + 1 階
function Node(data) {
    // 二叉樹節點
    this.data = data;
    this.left = null;
    this.right = null;
}
function method(n) {
    let head = new Node(null);
    let num = 0;
    function A(node, n, num) {
        if (n < node.data) {
            return 0;
        } else if (n - node.data == 0) {
            return 1;
        }
        n -= node.data;
        if (n == 1) {
            node.left = new Node(1);
            return num + A(node.left, n);
        } else if (n >= 2) {
            node.left = new Node(1);
            node.right = new Node(2);
            return num + A(node.left, n, num) + A(node.right, n, num);
        }
    }
    if (n == 1) {
        head.left = new Node(1);
        return A(head.left, n, num);
    } else if (n >= 2) {
        head.left = new Node(1);
        head.right = new Node(2);
        return A(head.left, n, num) + A(head.right, n, num);
    }
}

這樣在打印head的情況下,會把所有方式的軌跡都打印出來,如果不考慮軌跡路徑,建議使用斐波那契數列

b) 冒泡排序、選擇排序、插入排序、歸并排序、快速排序、順序搜索、二分搜索

5、學習數據結構需要知道哪些知識

a) 數組
b) Class 定義類的方法

數據結構之棧

1、棧的定義

棧是一種特殊的線性表,僅能夠在棧頂進行操作,有著先進后出(后進先出)的特性,下面展示了棧的工作特點

2.棧的實現

從數據儲存的角度看,實現棧可以用數組來實現,注意:僅可以用數組實現嗎?
a、棧的幾個方法:
    *push 添加一個元素到棧頂
    *pop 彈出棧頂元素
    *top 返回棧頂元素
    *isEmpty 判斷棧是否為空
    *size 返回棧里元素的個數
    *clear 清空棧

3、代碼實現

// push pop top isEmpty size clear 用數組完成
        function Stack() {
            var items = [];
            var min = null;
            // 添加一個元素到棧頂
            this.push = function(item) {
                items.push(item);
            };
            // 彈出棧頂元素
            this.pop = function() {
                return items.pop();
            };
            // 返回棧頂元素,不彈出
            this.top = function() {
                return items[items.length - 1];
            };
            // 判斷棧是否為空
            this.isEmpty = function() {
                return items.length == 0;
            };
            // 返回棧里元素的個數
            this.size = function() {
                return items.length;
            };
            // 清空棧,不推薦使用items.length = 0,學術派討論,
            // 說法一,賦值更快,length為0影響其他已用,內存
            this.clear = function() {
                items = [];
            };
        }

4、練習題

 判斷(abc),)(bcd),(ab(cd)),括號是否合法
 例如:(abc)  合理
      (bcd)( 不合理
      )()    不合理
 /**
 * 棧,隊列其實就是(數組或)操作成,只不過角度不同
 * 1.判斷(abc),)(bcd),(ab(cd)),是否合法
 * 解析,用棧解決
 * a.遇到左括號,就把做括號入棧
 * b.遇到右括號,判斷棧是否為空,為空說明沒有左括號與之對應,不合法,
 *   如果棧不為空,則把棧頂元素移除,與右括號抵消,繼續執行
 * c.for循環結束,如果棧為空,就說明括號相互抵消,
 *              如果棧不為空,說明不合法
 */
function check(str) {
    let len = str.length;
    let stack = new Stack();
    for (let i = 0; i < len; i++) {
        if (str[i] == "(") {
            stack.push("(");
        } else if (str[i] == ")") {
            if (stack.isEmpty()) {
                return false;
            } else {
                stack.pop();
            }
        }
    }
    return stack.isEmpty();
}

贈言:每當你懷疑學習數據結構的必要性和作用時,如果你手里只有錘子,那么目光所及之處都是釘子

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