数据结构基本算法大全
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数据数据结构的主要算法
数据结构的主要算法包括以下几种:
1. 查找算法:主要用于在数据结构中查找特定元素的算法,包括线性查找、二分查找、哈希查找等。
2. 排序算法:用于对数据结构中的元素进行排序的算法,包括冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等。
3. 插入算法:用于向数据结构中插入新元素的算法,包括插入排序、二叉搜索树的插入操作等。
4. 删除算法:用于从数据结构中删除指定元素的算法,包括删除排序数组中的元素、删除链表中的节点等。
5. 更新算法:用于更新数据结构中的元素的算法,包括修改数组中的元素、更新二叉树中的节点等。
6. 遍历算法:用于遍历数据结构中的元素的算法,包括深度优先搜索(DFS)、广度优先搜索(BFS)、中序遍历、前序遍历、后序遍历等。
7. 递归算法:通过在函数内部调用函数本身来解决问题的算法,包括递归的斐波那契数列、递归的括号生成等。
8. 动态规划算法:将问题分解为子问题,并保存子问题的解以便重复使用的算法,包括背包问题、最长公共子序列问题、最
短路径问题等。
9. 图算法:用于处理图结构的算法,包括深度优先搜索、广度优先搜索、最小生成树算法、最短路径算法等。
10. 字符串匹配算法:用于在字符串中查找特定模式的算法,
包括暴力匹配算法、KMP算法、Boyer-Moore算法等。
以上是数据结构的主要算法,不同算法适用于不同的问题场景,选择合适的算法可以提高程序的效率和性能。
数据结构最基础的十大算法数据结构是计算机科学中的重要分支,它研究如何组织和存储数据以便于访问和修改。
在数据结构中,算法是解决问题的关键。
下面将介绍数据结构中最基础的十大算法。
1. 线性搜索算法线性搜索算法是最简单的算法之一,它的作用是在一个列表中查找一个特定的元素。
该算法的时间复杂度为O(n),其中n是列表中元素的数量。
2. 二分搜索算法二分搜索算法是一种更高效的搜索算法,它的时间复杂度为O(log n)。
该算法要求列表必须是有序的,它通过将列表分成两半来查找元素,直到找到目标元素为止。
3. 冒泡排序算法冒泡排序算法是一种简单的排序算法,它的时间复杂度为O(n^2)。
该算法通过比较相邻的元素并交换它们的位置来排序列表。
4. 快速排序算法快速排序算法是一种更高效的排序算法,它的时间复杂度为O(nlog n)。
该算法通过选择一个基准元素并将列表分成两部分来排序列表。
5. 插入排序算法插入排序算法是一种简单的排序算法,它的时间复杂度为O(n^2)。
该算法通过将每个元素插入到已排序的列表中来排序列表。
6. 选择排序算法选择排序算法是一种简单的排序算法,它的时间复杂度为O(n^2)。
该算法通过选择最小的元素并将其放在列表的开头来排序列表。
7. 堆排序算法堆排序算法是一种更高效的排序算法,它的时间复杂度为O(n log n)。
该算法通过将列表转换为堆并进行排序来排序列表。
8. 归并排序算法归并排序算法是一种更高效的排序算法,它的时间复杂度为O(n log n)。
该算法通过将列表分成两部分并将它们合并来排序列表。
9. 哈希表算法哈希表算法是一种高效的数据结构,它的时间复杂度为O(1)。
该算法通过将键映射到哈希表中的位置来存储和访问值。
10. 树算法树算法是一种重要的数据结构,它的时间复杂度取决于树的深度。
树算法包括二叉树、AVL树、红黑树等。
以上是数据结构中最基础的十大算法,它们在计算机科学中有着广泛的应用。
常用算法举例范文在计算机科学中,算法是解决问题的一系列有序步骤,它能够帮助我们解决各种各样的问题。
以下是一些常用的算法及其举例:1.排序算法:-冒泡排序:通过比较相邻元素并交换位置来将最大的元素逐渐移动到数组的末尾。
-快速排序:选择一个基准元素,将数组分为两部分,左边的元素小于基准,右边的元素大于基准,然后递归地对两部分进行快速排序。
-归并排序:将数组划分为两个子数组,对每个子数组分别进行归并排序,然后将两个有序子数组合并成一个有序数组。
2.查找算法:-二分查找:对于有序数组,通过与中间元素进行比较,将查找范围缩小一半,直到找到目标元素或确定不存在。
-哈希查找:通过将关键字映射到数组的索引位置来进行查找,可以在常数时间内找到目标元素。
3.图算法:-广度优先(BFS):从起始节点开始,逐层遍历图中的节点,直到找到目标节点。
-深度优先(DFS):从起始节点开始,沿着一条路径一直向下,直到找到目标节点或无法继续为止。
4.动态规划算法:-背包问题:给定一组物品和一个容量限制,选择一些物品放入背包中,使得总价值最大。
-最长公共子序列(LCS):给定两个字符串,找到它们的最长公共子序列的长度。
5.数学算法:-欧几里得算法:计算两个整数的最大公约数。
-快速幂算法:计算一个数的幂运算,通过将指数进行二进制拆分来减少计算次数。
6.字符串处理算法:-KMP算法:通过利用已匹配字符的信息来避免不必要的回溯,实现高效的字符串匹配。
- Boyer-Moore算法:利用模式串中的信息来进行快速的字符串匹配。
7.图像处理算法:-图像平滑算法:通过对图像进行滤波处理,去除图像中的噪声,使其更加平滑。
-图像边缘检测算法:通过检测图像中的边缘信息,突出物体的轮廓。
8.机器学习算法:-K均值聚类算法:将数据集划分为K个簇,使得同一个簇内的数据点之间的距离最小化。
-支持向量机(SVM):将数据集映射到高维空间,并通过找到最优的超平面来实现分类。
C常用数据结构与算法1.数据结构1.1 数组- 定义- 常用操作:访问元素、添加元素、删除元素、查找元素 - 应用场景1.2 链表- 定义- 常用操作:插入节点、删除节点、查找节点- 单链表、双链表、循环链表的区别- 应用场景1.3 栈- 定义- 常用操作:入栈、出栈、查看栈顶元素、判断栈是否为空 - 可使用数组或链表实现- 应用场景1.4 队列- 定义- 常用操作:入队、出队、查看队首元素、查看队尾元素、判断队列是否为空- 可使用数组或链表实现- 应用场景1.5 哈希表- 定义- 常用操作:插入键值对、删除键值对、根据键查找值、计算哈希值- 冲突解决方法:开放寻址法、链地质法- 应用场景2.常用算法2.1 排序算法- 冒泡排序- 插入排序- 选择排序- 快速排序- 归并排序- 堆排序2.2 查找算法- 线性查找- 二分查找- 插值查找- 哈希查找- 树查找(二叉搜索树、平衡二叉树、红黑树)2.3 图算法- 广度优先搜索- 深度优先搜索- 最短路径算法(Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法) - 最小树算法(Prim算法、Kruskal算法)2.4 动态规划- 背包问题- 最长公共子序列- 最大子数组和3.附件:无4.法律名词及注释:- C: C是一种通用的、面向对象的编程语言,由微软公司开发。
- 数据结构:数据结构是计算机中组织和存储数据的方式。
- 算法:算法是解决问题的一系列步骤或过程。
- 数组:数组是一种线性数据结构,由一系列元素组成,每个元素都有唯一的索引值。
- 链表:链表是一种线性数据结构,由一系列节点组成,每个节点都包含数据和指向下一个节点的指针。
- 栈:栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,只能在栈顶进行操作。
- 队列:队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,只能在队首和队尾进行操作。
- 哈希表:哈希表是一种使用哈希函数将键映射到值的数据结构。
- 排序算法:排序算法是将一组数据按照特定顺序排列的算法。
常见的数据结构与算法数据结构是计算机存储、组织和管理数据的方式。
算法是解决问题的一种方法论,包括一系列解决问题的步骤和规则。
在计算机科学中,常见的数据结构和算法可以分为以下几种类型。
1. 数组数组是一种最简单的数据结构,可以通过下标来访问和操作其元素。
数组是由相同类型的元素组成的有序集合,它的大小在创建后不可更改。
数组的插入和删除操作比较耗时,因此更适合用于查找和遍历操作。
2. 链表链表是一种线性数据结构,它由一系列节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。
链表可以分为单向链表、双向链表和循环链表。
链表的灵活性很高,可以快速地进行插入和删除操作,但查找操作需要遍历整个链表。
3. 栈栈是一种先进后出(LIFO)的数据结构,它可以存储任意类型的数据。
栈主要用于临时存储值,例如函数调用、表达式求值等。
5. 堆堆是一种特殊的树形数据结构,它满足一定的堆序性质。
大根堆中,每个节点的值都大于或等于其子节点的值;小根堆中,每个节点的值都小于或等于其子节点的值。
堆常用于优先队列、排序算法等场景。
6. 树树是一种分层数据结构,它由一组节点和一组连接这些节点的边组成。
树的根节点没有父节点,每个其他节点都有唯一的一个父节点。
常见的树包括二叉树、平衡二叉树、红黑树等。
7. 图图是一种复杂的非线性数据结构,它由一组顶点和一组连接这些顶点的边组成。
图可以表示大量的实际问题,例如社交网络、路网规划等。
8. 排序算法排序算法是指使一组数据按照特定顺序排列的算法。
常见的排序算法包括冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序、快速排序、堆排序等。
9. 搜索算法搜索算法是指在一组数据中查找特定元素的算法。
常见的搜索算法包括线性搜索、二分搜索、插值搜索、哈希查找等。
10. 动态规划动态规划是一种用于优化问题的算法,在很多优化问题中都有着广泛的应用,例如最短路径、最长公共子序列等。
动态规划基本就是一个记忆化的递归,把重复计算的子问题存储起来,避免不必要的重复计算。
数据结构与算法 c语言(一)数据结构数据结构是指程序中使用的数据存储和组织的方式,是存储和组织数据以便于进行有效访问和操作的形式。
它们描述如何组织、索引、检索和存储数据,可以以图形、列表、树或任何其他形式来实现。
根据它的功能,数据结构可以分为三类:存储结构,查找结构和排序结构。
1.存储结构:存储结构定义数据的存储形式,结构的类型有线性结构、非线性结构和特殊结构。
a)线性结构:线性结构是最常用的存储结构,常见的线性结构有数组、线性表和栈。
b)非线性结构:非线性结构是存储数据的不规则结构,常用的非线性结构有森林、图、哈希表和布局。
c)特殊结构:特殊结构是一种特殊的数据结构,代表着不同的操作对象。
例如,编译器存储着源程序的语法树,在设计数据库时,系统存储着索引树以及索引文件。
2.查找结构:查找结构包括线性查找和二分查找,前者将数据成员与关键字一一比较,后者使用二叉树技术,在减少比较次数的同时,使得查找效率大大提高。
3.排序结构:排序结构按照一定的规则对存储在某个存储结构中的数据进行排序,用于快速查找数据。
常用的排序算法有插入排序、合并排序、快速排序等。
总之,数据结构可以视为数据的容器,使用不同的数据结构可以解决不同的问题,提高系统的效率。
(二)算法算法是一种排列和组合的解决问题的过程。
它使用一组定义明确的步骤,按照该步骤来执行,最终解决问题。
一般来说,算法分为三种类型:贪心算法、动态规划和分治法。
1.贪心算法:贪心算法通过采用试探性选择来求解问题,它从不考虑过去的结果,而是假设采用当前最好的结果,从而得到最优解。
如择优法、多项式时间的算法都属于贪心算法。
2.动态规划:动态规划是求解决策过程最优化的数学术语,它结合搜索技术,用最优方式选择最佳决策。
常见的动态规划算法应用有最小路径求解,最优工作调度等。
3.分治法:分治法是算法设计中比较常用的思想,它的思想很简单,就是将问题分解成多个子问题,分别解决,最后合并解决结果,得到整体的问题的最优解。
java常用算法和数据结构Java是一种面向对象的编程语言,它具有丰富的算法库和数据结构库,为开发人员提供了许多常用的算法和数据结构。
下面将介绍一些Java常用的算法和数据结构。
1.排序算法-冒泡排序(Bubble Sort):比较相邻的两个元素,如果顺序错误则交换位置,重复该过程直到整个序列有序。
-插入排序(Insertion Sort):将数组分为已排序和未排序两部分,每次从未排序部分取出一个元素,插入到已排序部分合适的位置。
-选择排序(Selection Sort):每次从未排序部分选择最小(或最大)的元素,放到已排序部分的末尾。
-快速排序(Quick Sort):选择一个基准元素,将数组分为两部分,小于基准的放左边,大于基准的放右边,递归地对左右两部分进行快速排序。
-归并排序(Merge Sort):将数组分为两部分,分别对每个子数组进行排序,然后合并两个有序子数组。
2.搜索算法-二分查找(Binary Search):对有序数组进行查找,每次将查找范围缩小一半。
-广度优先搜索(BFS):以树或图的形式搜索,从根节点开始,逐层扩展搜索范围,直到找到目标节点。
-深度优先搜索(DFS):以树或图的形式搜索,从根节点开始,逐个访问节点的所有邻居节点,直到找到目标节点或搜索完所有节点。
3.数据结构-数组(Array):一组按顺序存储的相同类型元素的集合,通过索引访问元素,可以快速访问元素,但插入和删除元素较慢。
-链表(Linked List):一组通过指针连接的节点存储的元素的集合,支持灵活的插入和删除操作,但访问元素较慢。
-栈(Stack):一种特殊的线性数据结构,遵循先进后出(LIFO)原则,只能在栈顶进行插入和删除操作。
-队列(Queue):一种特殊的线性数据结构,遵循先进先出(FIFO)原则,在队尾插入元素,队头删除元素。
-堆(Heap):一种特殊的树形数据结构,可以快速找到最小(或最大)元素,常用于实现优先队列。
常用的数据结构以及算法一、关于数据的几个概念1、数据。
是对客观事物的符号表示。
在计算机科学是指所有能够输入到计算机中并能被计算机程序处理的符号集合。
包括数值、文字、图像、图像、音频、视频等形式。
2、数据项。
所谓数据项就是数据中具有独立含义的、不可再分割的最小数据单位。
是客观实体一种特征的数据表示。
3、数据元素。
是多个相关数据项的集,是一个客观实体多种特征的数据描述,是计算机程序中加工处理的基本单位。
数据元素按其组成可分为简单型数据元素和复杂型数据元素。
简单型数据元素由一个数据项组成,复杂型数据元素由多个数据项组成,它通常携带着一个概念的多方面信息。
二、数据结构的几个概念。
1、数据结构,就是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
可以简单表示为:数据结构 = 数据 + 关系同一数据元素集合,所定一的关系不同,构成不同的数据结构。
数据结构包括逻辑结构和存储结构两个方面。
2、数据的逻辑结构。
是指对数据及其关系的抽象逻辑描述,对立与计算机,与机器实现无关。
根据定义的关系不同,数据的逻辑结构分为四种:集合结构。
数据元素之间未定义任何关的松散集合。
线性结构。
数据元素之间定义了次序关系的集合(全序集合),描述的是1对1关系。
树形结构。
数据元素之间定义了层次关系的集合(偏序集合),描述的是1对多关系。
图状结构。
数据元素之间定义了网状关系的集合,描述的是多对多关系。
3、数据的存储结构(亦成物理结构)是指数据结构在计算机存储器中的具体实现。
存储结构与孤立的数据元素表示形式不同,数据结构中的数据元素不但要表示其本身的实际内容,还要表示清楚数据元素之间的逻辑结构。
常见的存储结构有:顺序存储结构:特点是借助于数据元素的相对存储位置来表示数据元素之间的逻辑结构;链式存储结构:特点是借助于指示数据元素地址的指针表示数据元素之间的逻辑结构。
散列存储结构:顺序+算列。
索引存储结构:顺序+索引。
数据元素相互之间的关系称为结构。
现代计算机常用数据结构和算法现代计算机科学中常用的数据结构和算法非常多,下面是一些核心且广泛应用于软件开发、数据库系统、操作系统、编译器设计、网络编程、机器学习以及其他计算密集型任务中的数据结构与算法:常用数据结构:1. 数组:线性存储结构,通过索引访问元素,支持随机访问。
2. 链表:包括单向链表、双向链表和循环链表,通过指针链接元素,插入删除操作灵活但不支持随机访问。
3. 栈(Stack):后进先出(LIFO)的数据结构,常用于函数调用栈、表达式求值等。
4. 队列(Queue):先进先出(FIFO)的数据结构,适用于处理任务排队、广度优先搜索等问题。
5. 哈希表(Hash Table):基于散列函数实现快速查找,用于实现关联数组、缓存、唯一性检查等功能。
6. 树:如二叉树(包括二叉查找树、AVL树、红黑树)、B树、B+树、Trie树等,用于搜索、排序、文件系统索引等。
7. 图(Graphs):表示节点集合以及节点之间的关系,常见于社交网络分析、路径规划等领域。
8. 堆(Heap):一种特殊的树形数据结构,分为最大堆和最小堆,用于优先队列、堆排序等。
9. 集合与映射(Set & Map):无序不重复元素的集合和键值对结构,提供高效查找、插入和删除操作。
常用算法:1. 排序算法:快速排序、归并排序、冒泡排序、选择排序、插入排序、堆排序等。
2. 搜索算法:线性搜索、二分查找、插值搜索、哈希查找、深度优先搜索(DFS)、广度优先搜索(BFS)等。
3. 图算法:最短路径算法(Dijkstra、Bellman-Ford、Floyd-Warshall),拓扑排序,最小生成树算法(Prim、Kruskal)等。
4. 动态规划:解决具有重叠子问题和最优子结构的问题,如背包问题、最长公共子序列(LCS)等。
5. 贪心算法:在每一步都采取当前看来最优的选择,如霍夫曼编码、活动选择问题等。
6. 回溯算法和分支限界法:用于解决组合优化问题,如八皇后问题、旅行商问题等。
数据结构的常用算法一、排序算法排序算法是数据结构中最基本、最常用的算法之一。
常见的排序算法有冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序等。
1. 冒泡排序冒泡排序是一种简单的排序算法,它重复地比较相邻的两个元素,如果它们的顺序错误就将它们交换过来。
通过多次的比较和交换,最大(或最小)的元素会逐渐“浮”到数列的顶端,从而实现排序。
2. 选择排序选择排序是一种简单直观的排序算法,它每次从待排序的数据中选择最小(或最大)的元素,放到已排序序列的末尾,直到全部元素排序完毕。
3. 插入排序插入排序是一种简单直观的排序算法,它将待排序的数据分为已排序区和未排序区,每次从未排序区中取出一个元素,插入到已排序区的合适位置,直到全部元素排序完毕。
4. 快速排序快速排序是一种常用的排序算法,它采用分治的思想,通过一趟排序将待排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另一部分小,然后再按此方法对这两部分数据进行快速排序,递归地进行,最终实现整个序列有序。
5. 归并排序归并排序是一种稳定的排序算法,它采用分治的思想,将待排序的数据分成若干个子序列,分别进行排序,然后将排好序的子序列合并成更大的有序序列,直到最终整个序列有序。
二、查找算法查找算法是在数据结构中根据给定的某个值,在数据集合中找出目标元素的算法。
常见的查找算法有线性查找、二分查找、哈希查找等。
1. 线性查找线性查找是一种简单直观的查找算法,它从数据集合的第一个元素开始,依次比较每个元素,直到找到目标元素或遍历完整个数据集合。
2. 二分查找二分查找是一种高效的查找算法,它要求数据集合必须是有序的。
通过不断地将数据集合分成两半,将目标元素与中间元素比较,从而缩小查找范围,最终找到目标元素或确定目标元素不存在。
3. 哈希查找哈希查找是一种基于哈希表的查找算法,它通过利用哈希函数将目标元素映射到哈希表中的某个位置,从而快速地找到目标元素。
三、图算法图算法是解决图结构中相关问题的算法。
基本数据结构及其运算1.数组:数组是一种线性数据结构,可以存储相同类型的一组元素。
数组的特点是连续存储,可以通过索引快速访问元素。
数组的常用运算包括访问指定索引的元素、插入和删除元素等。
2.链表:链表也是一种线性数据结构,但不同于数组的连续存储,链表是由一系列节点组成的,每个节点包含元素和指向下一个节点的指针。
链表的常用运算包括在指定位置插入和删除节点、遍历链表等。
3. 栈:栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构,用于存储和管理函数调用、表达式求值等需要按照特定顺序操作的场景。
栈的基本运算包括入栈(push)和出栈(pop)。
4. 队列:队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构,用于存储和管理需要按照特定顺序处理的元素。
队列的基本运算包括入队列(enqueue)和出队列(dequeue)。
5.树:树是一种非线性数据结构,由一组节点和边组成,用于表示层次关系。
树的根节点是唯一的,每个非叶子节点可以有多个子节点。
树的常用运算包括遍历树(前序、中序、后序遍历)、特定节点等。
除了上述基本的数据结构,还有其它常见的数据结构如哈希表、图等。
不同的数据结构适用于不同的应用场景,具有不同的性能特点和运算复杂度。
在进行数据结构的运算时,可以使用不同的算法和技术来提高效率,常见的包括递归、迭代、排序算法、算法等。
此外,还可以使用一些高级数据结构如红黑树、堆等来优化特定的问题。
总结起来,数据结构是计算机科学中非常重要的基础概念,它提供了存储和组织数据的方法。
不同的数据结构适用于不同的应用场景,通过不同的算法和技术可以提高数据结构的运算效率。
数据结构常考的5个算法1. 递归算法递归是一种将问题分解为相同或相似的子问题解决的方法。
在递归算法中,一个函数可以调用自己来解决更小规模的问题,直到遇到基本情况,然后递归返回并解决整个问题。
递归算法通常用于解决需要重复执行相同操作的问题,例如计算斐波那契数列、计算阶乘、树和图的遍历等。
递归算法的主要特点是简洁、易理解,但在大规模问题上可能效率较低。
以下是一个使用递归算法计算斐波那契数列的示例代码:def fibonacci(n):if n <= 1:return nelse:return fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)2. 排序算法排序算法用于将一组数据按照一定顺序进行排列。
常见的排序算法包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序等。
•冒泡排序逐渐交换相邻的元素,将较大的元素逐渐“冒泡”到最后的位置。
•选择排序每次选择最小(或最大)的元素,并将其放置在已排序部分的末尾。
•插入排序通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。
•快速排序通过选择一个基准元素,将数组分割为左右两部分,对左右两部分分别递归地进行快速排序。
•归并排序将数组分成两个子数组,分别对两个子数组进行排序,然后将两个有序子数组合并为一个有序数组。
以下是一个使用快速排序算法对数组进行排序的示例代码:def quick_sort(arr):if len(arr) <= 1:return arrpivot = arr[len(arr)//2]left = [x for x in arr if x < pivot]middle = [x for x in arr if x == pivot]right = [x for x in arr if x > pivot]return quick_sort(left) + middle + quick_sort(right)3. 查找算法查找算法用于在数据集合中查找特定元素的位置或存在性。
数据结构(公式及要点汇总)数据结构(公式及要点汇总)在计算机科学中,数据结构是指一种组织数据的方式。
它涉及到各种算法和操作,以及与之相关的存储结构。
数据结构对于解决实际问题非常重要,因为它可以帮助我们高效地存储和访问数据。
下面是一些常见的数据结构及其相关要点和公式的汇总:一、数组(Array)- 数组是一种线性数据结构,用于存储相同类型的元素。
- 数组的长度在创建时确定,并且在运行时不能更改。
- 元素可以通过索引访问,索引从0开始。
- 相关公式:1. 访问元素:arr[i]2. 插入元素:arr[index] = value3. 删除元素:arr[index] = null二、链表(Linked List)- 链表也是一种线性数据结构,但与数组不同,它的元素没有连续的存储空间。
- 每个元素包含数据和指向下一个元素的指针。
- 相关公式:1. 访问元素:node.value2. 插入元素:newNode.next = currentNode.next; currentNode.next = newNode3. 删除元素:prevNode.next = currentNode.next三、栈(Stack)- 栈是一种后进先出(LIFO)的数据结构。
- 只允许在栈的顶部进行插入和删除操作。
- 相关公式:1. 入栈:push(element)2. 出栈:pop()3. 取栈顶元素:top()四、队列(Queue)- 队列是一种先进先出(FIFO)的数据结构。
- 只允许在队列的一端插入元素(入队列),在另一端删除元素(出队列)。
- 相关公式:1. 入队列:enqueue(element)2. 出队列:dequeue()3. 取队首元素:front()五、树(Tree)- 树是一种非线性数据结构,由节点和边组成。
- 每个节点可以有零个或多个子节点。
- 相关公式:1. 遍历方式:前序遍历、中序遍历、后序遍历2. 计算节点数:countNodes(node)3. 计算树的高度:height(node)六、图(Graph)- 图是一种由节点和边组成的非线性数据结构。
计算机的基本算法计算机的基本算法是指在计算机科学中用于解决问题或执行任务的一系列定义良好的指令或规则。
它是计算机科学的基础,对于计算机的功能和性能起着重要的支撑作用。
本文将会介绍几种常见的基本算法,包括搜索算法、排序算法和图算法。
一、搜索算法搜索算法是用于寻找特定目标的过程,通过有限的步骤逐个检查元素,直到找到所需的目标或确定目标不存在。
以下是两种常见的搜索算法:1.1 顺序搜索顺序搜索,也称为线性搜索,是一种直观且简单的搜索算法。
它从列表的起始位置开始,逐个对比每个元素,直到找到目标元素或全部元素都被检查完毕。
顺序搜索的时间复杂度为O(n),其中n为列表的长度。
1.2 二分搜索二分搜索是一种用于有序列表的高效搜索算法。
它将目标元素与列表的中间元素进行比较,如果相等,则返回该元素的索引;如果目标元素大于中间元素,则在列表的后半部分进行二分搜索;反之,在列表的前半部分进行二分搜索。
通过将搜索范围缩小一半,二分搜索的时间复杂度为O(log n),其中n为列表的长度。
二、排序算法排序算法是一种将列表或数组中的元素按照特定顺序重新排列的算法。
以下是两种常见的排序算法:2.1 冒泡排序冒泡排序是一种简单但效率较低的排序算法。
它从列表的起始位置开始,依次比较相邻的两个元素,如果它们的顺序不正确,则交换它们的位置。
通过多次遍历列表并重复比较交换操作,最终将最大(或最小)的元素移动到列表的末尾。
冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)。
2.2 快速排序快速排序是一种高效的排序算法,利用分治的思想将列表一分为二,并递归地对子列表进行排序。
它选择一个基准元素,将其他元素分为小于基准元素和大于基准元素的两部分,然后对这两部分分别进行快速排序,最终将它们合并成一个有序的列表。
快速排序的平均时间复杂度为O(nlog n),最坏情况下为O(n^2)。
三、图算法图算法是解决图相关问题的一类算法,其中图是由节点和边组成的数据结构。
以下是两种常见的图算法:3.1 深度优先搜索深度优先搜索是一种用于遍历或搜索图的算法。
计算机常见的32种算法
1.冒泡排序算法
2.选择排序算法
3.插入排序算法
4.希尔排序算法
5.归并排序算法
6.快速排序算法
7.堆排序算法
8.计数排序算法
9.桶排序算法
10.基数排序算法
11.贪心算法
12.动态规划算法
13.分治算法
14.回溯算法
15.图的深度优先算法(DFS)
16.图的广度优先算法(BFS)
17. Kruskal算法(最小生成树)
18. Prim算法(最小生成树)
19. Floyd-Warshall算法(最短路径)
20. Dijkstra算法(最短路径)
21.拓扑排序算法
22. 找出最大子数组的算法(Kadane算法)
23.最长公共子序列算法
24.最长递增子序列算法
25.最长回文子串算法
26.哈夫曼编码算法
27. Rabin-Karp算法(字符串匹配)
28. Boyer-Moore算法(字符串匹配)
29.KMP算法(字符串匹配)
30.后缀数组算法
31.基于哈希表的查找算法
32.基于二分查找的查找算法
需要注意的是,以上列举的只是计算机中常见的算法之一,实际上还存在着很多其他的算法。
每种算法都有其特定的应用场景和解决问题的方法。
对于每种算法的原理和具体实现细节,可以进一步深入学习和研究。
1.基本数据结构与算法1.1算法算法:是指解题方案的准确而完整的描述。
特征包括:(1)可行性;(2)确定性,(3)有穷性,(4)拥有足够的情报。
算法的基本要素:一是对数据对象的运算和操作;二是算法的控制结构。
指令系统:一个计算机系统能执行的所有指令的集合。
基本运算和操作包括:算术运算、逻辑运算、关系运算、数据传输。
算法的控制结构:顺序结构、选择结构、循环结构。
算法基本设计方法:列举法、归纳法、递推、递归、减斗递推技术、回溯法。
算法复杂度:算法时间复杂度和算法空间复杂度。
算法时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。
算法空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。
数据的存储结构有顺序、链接、索引等。
线性结构条件:(1)有且只有一个根结点;(2)每一个结点最多有一个前件,也最多有一个后件。
非线性结构:不满足线性结构条件的数据结构。
1.3线性表及其顺序存储结构非空线性表的结构特征:(1)且只有一个根结点a1,它无前件;(2)有且只有一个终端结点an,它无后件;(3)除根结点与终端结点外,其他所有结点有且只有一个前件,也有且只有一个后件。
结点个数n称为线性表的长度,当n=0时,称为空表。
线性表的顺序存储结构具有以下两个基本特点:(1)线性表中所有元素的所占的存储空间是连续的;(2)线性表中各数据元素在存储空间中是按逻辑顺序依次存放的。
顺序表的运算:插入、删除。
1.4栈和队列a)栈是限定在一端进行插入与删除的线性表,允许插入与删除的一端称为栈顶,不允许插入与删除的另一端称为栈底。
栈按照“先进后出"(FILO)或“后进先出"(LIFO)组织数据,栈具有记忆作用。
用top表示栈顶位置,用bottom表示栈底。
栈的基本运算:(1)插入元素称为入栈运算;(2)删除元素称为退栈运算;(3)读栈顶元素是将栈顶元素赋给一个指定的变量,此时指针无变化。
b)队列是指允许在一端(队尾)进入插入,而在另一端(队头)进行删除的线性表。
数据结构算法背诵一、线性表1. 逆转顺序表中的所有元素算法思想:第一个元素和最后一个元素对调,第二个元素和倒数第二个元素对调,……,依此类推。
void Reverse(int A[], int n){int i, t;for (i=0; i < n/2; i++){t = A[i];A[i] = A[n-i-1];A[n-i-1] = t;}}2. 删除线性链表中数据域为item 的所有结点算法思想:先从链表的第2 个结点开始,从前往后依次判断链表中的所有结点是否满足条件,若某个结点的数据域为item,则删除该结点。
最后再回过头来判断链表中的第1 个结点是否满足条件,若满足则将其删除。
void PurgeItem(LinkList &list){LinkList p, q = list;p = list->next;while (p != NULL){if (p->data == item) {q->next = p->next;free(p);p = q->next;} else {q = p;p = p->next;}}if (list->data == item){q = list;list = list->next;free(q);}}3. 逆转线性链表void Reverse(LinkList &list){LinkList p, q, r;p = list;q = NULL;while (p != NULL){r = q;q = p;p = p->next;q->next = r;}list = q;}4. 复制线性链表(递归)LinkList Copy(LinkList lista){LinkList listb;if (lista == NULL)return NULL;else {listb = (LinkList)malloc(sizeof(LNode));listb->data = lista->data;listb->next = Copy(lista->next);return listb;}}5. 将两个按值有序排列的非空线性链表合并为一个按值有序的线性链表LinkList MergeList(LinkList lista, LinkList listb){LinkList listc, p = lista, q = listb, r;// listc 指向lista 和listb 所指结点中较小者if (lista->data <= listb->data) {listc = lista;r = lista;p = lista->next;} else {listc = listb;r = listb;q = listb->next;}while (p != NULL && q != NULL)if (p->data <= q->data) {r->next = p;r = p;p = p->next;} else {r->next = q;r = q;q = q->next;}}// 将剩余结点(即未参加比较的且已按升序排列的结点)链接到整个链表后面r->next = (p != NULL) ? p : q;return listc;}3二、树1. 二叉树的先序遍历(非递归算法)算法思想:若p 所指结点不为空,则访问该结点,然后将该结点的地址入栈,然后再将p 指向其左孩子结点;若p 所指向的结点为空,则从堆栈中退出栈顶元素(某个结点的地址),将p 指向其右孩子结点。
游戏开发中常用数据结构和算法在游戏开发中,高效的数据结构和算法是至关重要的。
它们能够帮助我们优化游戏性能、提高游戏的实时性和响应性。
下面将介绍几个常用的数据结构和算法。
1. 数组(Array):数组是最简单和常见的数据结构之一,它是一种线性的数据结构,可以在O(1)的时间复杂度内通过索引直接访问和修改元素。
在游戏开发中,数组常用于存储元素的集合,比如游戏的角色列表、道具列表等。
2. 链表(Linked List):链表是另一种常见的数据结构,与数组不同,链表中的元素在物理内存上可以不连续。
链表的插入和删除操作非常高效,但是查找元素的速度较慢。
在游戏中,链表常用于实现队列、栈等数据结构,以及管理对象的内存分配和释放。
3. 哈希表(Hash Table):哈希表是一种根据关键字直接访问内存存储位置的数据结构,它可以在常数时间内进行插入、删除和查找操作。
哈希表在游戏开发中广泛应用于实现快速查找和存储,比如实体管理、碰撞检测等方面。
4. 树(Tree):树是一种层次结构的数据结构,由节点和边构成。
在游戏中,常用的树包括二叉树、平衡二叉树(如AVL树和红黑树)、B树等。
树在游戏开发中常用于实现场景图、游戏对象层级等。
5. 图(Graph):图是一种表示多对多关系的数据结构,由节点和边组成。
在游戏中,图常用于表示游戏地图、NPC关系等。
常见的图算法包括广度优先(BFS)和深度优先(DFS)等。
6.排序算法:排序算法是游戏开发中的常用算法之一,用于对数据进行排序。
常用的排序算法包括冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等。
选择合适的排序算法可以提高游戏中排序操作的效率。
7.查找算法:查找算法用于在数据结构中查找目标元素。
常用的查找算法包括线性查找、二分查找、哈希查找等。
选择合适的查找算法可以提高游戏中查找操作的效率。
8.图形学算法:在游戏开发中,图形学算法是不可或缺的。
常用的图形学算法包括裁剪算法(如Cohen-Sutherland算法和Liang-Barsky算法)、扫描线算法、光照模型算法(如Phong光照模型)等。
常用数据结构和算法在计算机科学领域,数据结构和算法是构建高效程序的基石。
无论是开发软件应用,还是进行系统优化,都离不开对数据结构和算法的研究和应用。
本文将介绍一些常用的数据结构和算法,并讨论它们的特点和应用场景。
一、数组(Array)数组是最基本的数据结构之一,它由一系列连续的内存空间组成,可以存储相同类型的数据。
数组的特点是随机存取,即可以通过索引直接访问指定位置的元素。
数组在存取数据时效率非常高,但插入和删除操作则比较低效。
它的应用场景包括存储一组有序的数据、快速查找等。
二、链表(Linked List)链表是一种非连续的数据结构,由多个节点组成,每个节点包含一个数据元素和指向下一个节点的指针。
链表的特点是插入和删除操作效率高,但查找操作则比较低效,需要遍历整个链表。
链表适用于频繁插入和删除元素的场景,比如实现队列、栈等。
三、栈(Stack)栈是一种特殊的数据结构,它遵循先入后出(LIFO)的原则。
栈可以用数组或链表来实现,常见的操作包括入栈(push)和出栈(pop)。
栈的应用场景很广,比如表达式求值、函数调用等。
四、队列(Queue)队列是一种遵循先入先出(FIFO)原则的数据结构。
队列可以用数组或链表来实现,常见的操作包括入队(enqueue)和出队(dequeue)。
队列的应用包括任务调度、消息传递等。
五、树(Tree)树是一种层次结构的数据结构,由节点和边组成。
树的结构使得在其中进行搜索、插入和删除等操作非常高效。
常见的树结构包括二叉树、二叉搜索树、平衡二叉树、红黑树等。
树的应用非常广泛,比如文件系统、数据库索引等。
六、图(Graph)图是一种由节点和边组成的非线性数据结构,它包括有向图和无向图。
图的表示方式有邻接矩阵和邻接表两种,它的应用场景包括网络拓扑分析、搜索算法等。
七、排序算法排序算法是数据处理中非常重要的一类算法,主要用于将一组无序的数据按照某种规则进行排序。
常见的排序算法包括冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等。
算法/***冒泡算法思想:两个泡泡,大的在后面,小的在后面***/#include<stdio.h>void bubble(int a[],int n){int temp=0;int lastexchange=0; /***传递边界***/int border=n-1;for(int i=0;i<n-1;i++){bool sort=true;for(int j=0;j<border;j++){if(a[j]>a[j+1]){temp=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=temp;sort=false; /***两两交换,还得工作***/lastexchange=j; /***新的边界,解决了不在遍历全部元素,而是从最后交换那个位置开始***/}}border=lastexchange; /***给它新的边界***/if(sort) /***sort==trune才做,每一轮循环如果有交换用里面的false,如果哪一次循环一次都没有交换那么就不会执行交换,用外面的true,就退出循环***/{break;}}}int main(){int a[10],i;printf("请输入10个整数:\n");for(i=0;i<10;i++){scanf("%d",&a[i]);}bubble(a,10);printf("bubble后:\n");for(i=0;i<10;i++){printf("%4d",a[i]);}printf("\n");}/***插入排序思想:把它看作摸牌过程。
首先手里面有一张牌,所以i=1;摸第二张牌时和手里牌比较,比第一张牌小则往前,摸第二张牌,和前面两张牌比较,比他们都小则移动到最前面,剩下两张牌向后移动。
***/#include<stdio.h>void insert(int a[],int n){int temp,i,j;for(i=1;i<n;i++){temp=a[i];j=i-1;while(j>=0&&temp<a[j]) /***这里while不加花括号,也要执行下面两个语句,说明while循环按括号里的条件结束,不管下面有没有花括号***/{a[j+1]=a[j--]; /***利用j--先用后赋值的力量***/a[j+1]=temp; /***此时j--赋值了***/}}}main(){int i,a[10];printf("请输入10个整数\n");for(i=0;i<10;i++){scanf("%d",&a[i]);}printf("the array is:\n");for(i=0;i<10;i++){printf("%-4d",a[i]);}insert(a,10);printf("排序后:\n");for(i=0;i<10;i++){printf("%-4d",a[i]);}printf("\n");}/*顺序查找思想:把查找的数从头至尾***/ #include<stdio.h>int find(int *ListSep,int ListLength,int Keydata) {int temp=0;int length=ListLength;for(int i=0;i<ListLength;i++){if(ListSep[i]==Keydata)return i;}return 0;}int main(){int TestData[5]={34,67,1,47,8};int reData=find(TestData,5,47);printf("reData:%d\n",reData);return 0;}/***算法思想:分而治之,挖坑填数。
初始i=0;j=9;x=a[i]=?,由于已经将a[0]中的数保存在x中,可以理解成在数组a[0]上挖了一个坑,可以将其它数据填充到这里***/#include<stdio.h>void quick(int a[],int l,int r){if(l<r) /***全轮确保***/{int i=l,j=r,x=a[l]; /***l,r的生存期是大if结束***/while(i<j) /***确保交换到不满足条件***/{while(i<j&&a[j]>=x) /*这里的while循环,当找到a[j]<x 的数才会退出然后执行下面的if语句。
相当于从右往左推进,找到后停下退出***/j--;if(i<j) /***这里有i<j条件是预料这种情况,数组本来就排好了,j都已经指了第一个元素的位置,这时if就不用执行了***/{a[i++]=a[j]; /***i++,这里的值还是当前的,下面的i,就是赋值后的值***/}while(i<j&&a[i]<x) /***从左往右走。
***/i++;if(i<j){a[j--]=a[i];}}a[i]=x; /***把第一个坑的元素储存起来最后放到该放的位置***/quick(a,l,i-1); /***左边新组***//***此时那个标杆在中间,就不去动它了,它左边比他小,右边比它大***/quick(a,i+1,r); /***右边新组***/}}int main(){int a[10],i;printf("plese input ten number:\n");for(i=0;i<10;i++){scanf("%d",&a[i]);}quick(a,0,9);printf("快速排序的结果:\n");for(i=0;i<10;i++){printf("%4d",a[i]);}printf("\n");}/***选择排序思想:从头扫至尾,找到最小的元素,和第一个元素交换,接着找第二个小的放到第二个位置....***/#include<stdio.h>void select(int a[],int n){for(int i=0;i<n-1;i++) /***完成n-1次循环***/int index=i;int j;for(j=i+1;j<n;j++) /***在这个for循环中,通过不断交换下标找出一轮当中,数组元素最小的那个***/{if(a[j]<a[index]){index=j;}}int temp=a[index]; /***这里的index就是j的值,也就是最小元素的下标***/a[index]=a[i];a[i]=temp;}}int main(){int a[10],i;printf("请输入10个整数:\n");for(i=0;i<10;i++)scanf("%d",&a[i]);}select(a,10);printf("after selection:\n");for(i=0;i<10;i++){printf("%4d",a[i]);}printf("\n");}/***希尔排序思想:插入排序特殊情况,和升级版。
分成一半一半的插***/#include<stdio.h>#define max 100void shell(int a[],int n){int i,j,k,temp,gap; /***这里gap=1是可以分到一个元素一组,然后比较***/for(int gap=n/2;gap>=1;gap/=2) /***这里的for循环功能是分组,gap/=2和i++一样,先用再赋值,下面都是这样***/{for(int i=0;i<gap;i++) /*这里的for是推进下标向右走1步,由于分了组,就要把左边的组的第一个与右边组第一个进行比较*/ {for(j=i+gap;j<n;j+=gap) /*这里的for来进行判断交换的,j=i+gap右组,j-gap左组***/{if(a[j-gap]>a[j]){temp=a[j];for(k=j-gap;k>=0&&a[k]>temp;k-=gap) /*ror,为了向左交换,这里的一个前提a[k]>temp,满足才能往左边进行交换*/a[k+gap]=a[k]; /***此时k还是j-gap的值***/ /***要先把这个for循环搞完,在弄a[k+gap]=a[k]***/a[k+gap]=temp; /***此时k的值就是k-=gap的值***/}}}}}int main(){int a[max],n,q;printf("输入数据个数\n");scanf("%d",&n);printf("输入数组元素值:\n");for(int i=0;i<n;i++)scanf("%d",&a[i]);shell(a,8);for(int i=0;i<8;i++)printf("%4d",a[i]);printf("\n");scanf("%d",&q);return 0;}/***二分查找思想:用给定值K先与中间的结点的关键字比较,中间结点把线形表分成两个子表,若相等则查找成功;若不相等,再根据K与该中间结点关键字的比较结果确定下一步查找哪个子表,这样递归进行,直到查找到或查找结束发现表中没有这样的结点***//*前提是有序顺序存储*/#include<stdio.h>int binsearch(int *Sep,int sepLength,int keydata){int low=0,mid,high=sepLength-1;while(low<=high) //防止一个元素都没有{mid=(low+high)/2;if(keydata<Sep[mid]){high=mid-1; //是mid-1,因为mid已经比较过了,在mdi 左边,继续细分}else if(keydata>Sep[mid]){low=mid+1;}else //说明已经找到了,不满足if ,else if 说明keydata=sep[mid]{return mid;}}return -1; //查找失败,或一个元素都没有}int main(){int a[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};int location;int target=4;location=binsearch(a,9,target);printf("%d\n",location);return 0;}/*基于结构体----栈的实现思路:top始终指向一个待插入的位置push操作:1.写入数据 2.top++ 3.前提:栈非满pop操作:1.top-- 2.弹出数据 3.前提:栈非空*/ #include <stdio.h>typedef struct _stack{char mem[1024];int top;}stack;int isFull(stack *ps)//判满{return ps->top == 1024;}int isEmpty(stack *ps)//判空{return ps->top == 0;}void push(stack *ps,char ch)//压栈{ps->mem[ps->top] = ch;(ps->top)++;}char pop(stack *ps) //出栈{--(ps->top);return ps->mem[ps->top];}int main(){stack s = { { 0 }, 0 };//栈初始化for (char ch = 'a'; ch <= 'z';ch++){if (!isFull(&s)){push(&s, ch);}}while (!isEmpty(&s)){putchar(pop(&s));puts("");//换行}return 0;}。