數據結構與演算法項目總結

Ⅰ 數據結構與演算法分析

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什麼是數據結構，為什麼要學習數據結構？數據結構是否是一門純數學課程？它在專業課程體系中起什麼樣的作用？我們要怎麼才能學好數據結構？… 相信同學們在剛開始《數據結構》這門課的學習時，心裡有著類似前面幾個問題的這樣那樣的疑問。希望下面的內容能幫助大家消除疑惑，下定決心堅持學好這門課：

1 學習數據數據結構的意義

數據結構是計算機科學與技術專業、計算機信息管理與應用專業，電子商務等專業的基礎課，是十分重要的核心課程。所有的計算機系統軟體和應用軟體都要用到各種類型的數據結構。因此，要想更好地運用計算機來解決實際問題，僅掌握幾種計算機程序設計語言是難以應付當前眾多復雜的課題。要想有效地使用計算機、充分發揮計算機的性能，還必須學習和掌握好數據結構的有關知識。打好「數據結構」這門課程的扎實基礎，對於學習計算機專業的其他課程，如操作系統、資料庫管理系統、軟體工程、編譯原理、人工智慧、圖視學等都是十分有益的。

2 為什麼要學習數據結構

在計算機發展的初期，人們使用計算機的目的主要是處理數值計算問題。當我們使用計算機來解決一個具體問題時，一般需要經過下列幾個步驟：首先要從該具體問題抽象出一個適當的數學模型，然後設計或選擇一個解此數學模型的演算法，最後編出程序進行調試、測試，直至得到最終的解答。例如，求解梁架結構中應力的數學模型的線性方程組，可以使用迭代演算法來求解。

由於當時所涉及的運算對象是簡單的整型、實型或布爾類型數據，所以程序設計者的主要精力是集中於程序設計的技巧上，而無須重視數據結構。隨著計算機應用領域的擴大和軟、硬體的發展，非數值計算問題越來越顯得重要。據統計，當今處理非數值計算性問題佔用了85%以上的機器時間。這類問題涉及到的數據結構更為復雜，數據元素之間的相互關系一般無法用數學方程式加以描述。因此，解決這類問題的關鍵不再是數學分析和計算方法，而是要設計出合適的數據結構，才能有效地解決問題。下面所列舉的就是屬於這一類的具體問題。

例1：圖書館信息檢索系統。當我們根據書名查找某本書有關情況的時候；或者根據作者或某個出版社查找有關書籍的時候，或根據書刊號查找作者和出版社等有關情況的時候，只要我們建立了相關的數據結構，按照某種演算法編寫了相關程序，就可以實現計算機自動檢索。由此，可以在圖書館信息檢索系統中建立一張按書刊號順序排列的圖書信息表和分別按作者、書名、出版社順序排列的索引表，如圖1.1所示。由這四張表構成的文件便是圖書信息檢索的數學模型，計算機的主要操作便是按照某個特定要求（如給定書名）對圖書館藏書信息文件進行查詢。

諸如此類的還有學生信息查詢系統、商場商品管理系統、倉庫物資管理系統等。在這類文檔管理的數學模型中，計算機處理的對象之間通常存在著的是一種簡單的線性關系，這類數學模型可稱為線性的數據結構。

例2：八皇後問題。在八皇後問題中，處理過程不是根據某種確定的計演算法則，而是利用試探和回溯的探索技術求解。為了求得合理布局，在計算機中要存儲布局的當前狀態。從最初的布局狀態開始，一步步地進行試探，每試探一步形成一個新的狀態，整個試探過程形成了一棵隱含的狀態樹。如圖1.2所示（為了描述方便，將八皇後問題簡化為四皇後問題）。回溯法求解過程實質上就是一個遍歷狀態樹的過程。在這個問題中所出現的樹也是一種數據結構，它可以應用在許多非數值計算的問題中。

例3：教學計劃編排問題。一個教學計劃包含許多課程，在教學計劃包含的許多課程之間，有些必須按規定的先後次序進行，有些則沒有次序要求。即有些課程之間有先修和後續的關系，有些課程可以任意安排次序。這種各個課程之間的次序關系可用一個稱作圖的數據結構來表示，如圖1.3所示。有向圖中的每個頂點表示一門課程，如果從頂點vi到vj之間存在有向邊<vi，vj>，則表示課程i必須先於課程j進行。由以上三個例子可見，描述這類非數值計算問題的數學模型不再是數學方程，而是諸如線性表、樹、圖之類的數據結構。因此，可以說數據結構課程主要是研究非數值計算的程序設計問題中所出現的計算機操作對象以及它們之間的關系和操作的學科。

學習數據結構的目的是為了了解計算機處理對象的特性，將實際問題中所涉及的處理對象在計算機中表示出來並對它們進行處理。與此同時，通過演算法訓練來提高學生的思維能力，通過程序設計的技能訓練來促進學生的綜合應用能力和專業素質的提高。

3數據結構課程的內容

數據結構與數學、計算機硬體和軟體有十分密切的關系，它是介於數學、計算機硬體和計算機軟體之間的一門計算機專業的核心課程，是高級程序設計語言、操作系統、編譯原理、資料庫、人工智慧、圖視學等課程的基礎。同時，數據結構技術也廣泛應用於信息科學、系統工程、應用數學以及各種工程技術領域。

數據結構課程重在討論軟體開發過程中的方案設計階段、同時設計編碼和分析階段的若干基本問題。此外，為了構造出好的數據結構及其實現，還需考慮數據結構及其實現的評價與選擇。因此，數據結構的內容包括三個層次的五個「要素」，如圖1.3所示。

數據結構的核心技術是分解與抽象。通過分解可以劃分出數據的三個層次；再通過抽象，舍棄數據元素的具體內容，就得到邏輯結構。類似地，通過分解將處理要求劃分成各種功能，再通過抽象舍棄實現細節，就得到運算的定義。上述兩個方面的結合使我們將問題變換為數據結構。這是一個從具體（即具體問題）到抽象（即數據結構）的過程。然後，通過增加對實現細節的考慮進一步得到存儲結構和實現運算，從而完成設計任務。這是一個從抽象（即數據結構）到具體（即具體實現）的過程。熟練地掌握這兩個過程是數據結構課程在專業技能培養方面的基本目標。

結束語：數據結構作為一門獨立的課程在國外是從1968年才開始的，但在此之前其有關內容已散見於編譯原理及操作系統之中。20世紀60年代中期，美國的一些大學開始設立有關課程，但當時的課程名稱並不叫數據結構。1968年美國唐.歐.克努特教授開創了數據結構的最初體系，他所著的《計算機程序設計技巧》第一卷《基本演算法》是第一本較系統地闡述數據的邏輯結構和存儲結構及其操作的著作。從20世紀60年代末到70年代初，出現了大型程序，軟體也相對獨立，結構程序設計成為程序設計方法學的主要內容，人們越來越重視數據結構。從70年代中期到80年代，各種版本的數據結構著作相繼出現。目前，數據結構的發展並未終結，一方面，面向各專門領域中特殊問題的數據結構得到研究和發展，如多維圖形數據結構等；另一方面，從抽象數據類型和面向對象的觀點來討論數據結構已成為一種新的趨勢，越來越被人們所重視。

Ⅱ 數據結構導論演算法總結數組

一維數組又稱向量，是由一組相同類型的數據元素組成，並存儲在一組連續的存儲單元中。

存儲結構 以列為主序，以行為主序。c語言採用是以行為主序的存儲方法。

矩陣壓縮存儲 這類矩陣採用多值相同的元素只分配一個存儲空間，零元素不存儲的策略交矩陣壓縮存儲。

特殊矩陣 對陣矩陣和三角矩陣

設矩陣a[i][j]在數組M中的位置為k，（i，j）和k的關系：

(i>=j) k=(i+1)i/2+j (i<j) k="(j+1)j/2+i

三角矩陣

上三角矩陣中 第i行除常數外有n-i個元素，第0行有n個元素，而a[i][j]之前已經有i行，前i行的元素總數（2n-i+1）i/2.

在第i行上 a[i][j] 是該行j-i+1個元素 M[k] 和a[i][j]對應關系

(ij) k=n(n+1)/2

下三角矩陣跟對稱矩陣類似

（i>=j） k = i(i+1)/2+j (i<j) k="n(n+1)/2

稀疏矩陣

設M行N列的矩陣有個非零元素，當t<<m*n時則稱為稀疏矩陣，常用三元組表示法。 p=""> </m*n時則稱為稀疏矩陣，常用三元組表示法。>

這節的三角矩陣自今我看沒有看到過相應的考題。

Ⅲ 數據結構與演算法的學習心得

數據結構與演算法是相輔相成的，每一種數據結構都有它對應的幾種常用演算法，數據結構與演算法必須同時學。
按照書上的順序學習，通常是鏈表→隊列→堆棧→樹→圖的順序，難度循序漸進。一定要自己上機實驗

Ⅳ 數據結構和演算法總結

指將需要處理的所有數據都載入到內部存儲器（內存）中進行排序。

數據量過大，無法全部載入到內存中，需要藉助外部存儲進行排序。

step1：比較相鄰的元素，如果第一個比第二個大，就交換兩個元素。

step2：對每一個相鄰元素同樣的工作，從開始到結尾，最後一個元素是已經排序好的元素。

step3：重復step1。

（1）設置一個標志性pos，記錄每趟排序中最後一次交換的位置。由於pos位置之後的記錄均已排序，故進行下一次排序掃描到pos位置即可。

（2）傳統冒泡排序中每一趟排序操作只能找到一個最大值或最小值，可以利用再每趟排序中進行正向和方向兩遍冒泡排序的方法一次可以得到兩個最終值（最大值和最小值），從而使排序趟數幾乎減少一半。

略

（1）選擇基準元素的方式（a.固定基準元。b.隨機基準元。c.三數取中）

（2）當原表有序直接使用插入排序和冒泡排序可以減少比較次數，時間復雜度O(n)

step1：從第一個元素開始，該元素默認已經排序。

step2：取出下一個元素，在已經排序的元素序列中從後向前掃描。

step3：如果已排序中的元素大於新元素，已排序元素向下移動一位；重復step3，直到已排序的元素小於或等於新元素位置。

step4：將元素插入到該位置；重復step2~step5

數組：固定長度，內存角度方便查找

從訪問方式：數組利用下表索引方便訪問；鏈表只能通過線性訪問由前到後順序訪問。

一個單鏈表怎麼判斷有沒有環？環的起點怎麼找？ 如何找出環的連接點在哪裡？帶環鏈表的長度是多少？

1、對於問題1，使用追趕的方法，設定兩個指針slow、fast，從頭指針開始，每次分別前進1步、2步。如存在環，則兩者相遇；如不存在環，fast遇到NULL退出。 2、對於問題2，記錄下問題1的碰撞點p，slow、fast從該點開始，再次碰撞所走過的操作數就是環的長度s。 3、問題3：有定理：碰撞點p到連接點的距離=頭指針到連接點的距離，因此，分別從碰撞點、頭指針開始走，相遇的那個點就是連接點。 該定理的證明可參考： http://fayaa.com/tiku/view/7/ 4、問題3中已經求出連接點距離頭指針的長度，加上問題2中求出的環的長度，二者之和就是帶環單鏈表的長度

鄰接矩陣與鄰接表

鄰接矩陣表示法：在一個一維數組中存儲所有的點，在一個二維數組中存儲頂點之間的邊的權值

鄰接表表示法：圖中頂點用一個一維數組存儲，圖中每個頂點vi的所有鄰接點構成單鏈表

hashmap實現

解決哈希沖突的方法

1、線性探測法 2、平方探測法 3、偽隨機數序列法 4、拉鏈法

棧：限定只能在表的一端進行插入和刪除操作的線性表。

隊列：限定只能在表的一端插入和在另一端進行刪除。

Ⅳ 數據結構與演算法的內容簡介

本書是國家級雙語教學示範課程《數據結構》的配套教材，根據教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會制定的《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范》編寫。全書每章均以數據的邏輯結構、存儲結構和相應的演算法實現為主線，並對演算法的運算效率進行分析。全書分為8章，涵蓋了各種常見數據結構。第1章主要介紹數據結構和演算法分析的基本概念，第2～6章主要介紹典型的線性結構、樹型結構和圖型結構，第7～8章分別介紹查找和排序操作。另外，每章後面附有習題和上機實驗內容，上機實驗提供了完整的、可運行的程序上機實驗供讀者參考，以加深讀者對所學知識的理解和應用。本書既可作為高等院校計算機及相關專業數據結構課程的教學用書，也可作為從事計算機工程與應用的廣大讀者的參考書。

Ⅵ 什麼是數據結構和演算法分析在編程里起到什麼作用

編程是為了解決問題，這些問題並表都是數值計算，其所處理的數據並不都是數值，但計算機所能處理的最終是0和1的二進制串，所以需要把問題中的數據用計算機能處理的方式來表示，這就需要數據結構。

簡單的說，數據結構是數據在計算機中的表示方式，有邏輯結構和物理結構之分，如邏輯上同樣的隊列，物理上可以是順序存儲，也可以是鏈式存儲。

通俗的講，演算法就是解決問題的方法，比如同樣的排序，可以用冒泡排序、插入排序等，不同的演算法可以達到相同的目標，但是效率可能有所不同。

Ⅶ PYTHON的數據結構和演算法介紹

當你聽到數據結構時，你會想到什麼？

數據結構是根據類型組織和分組數據的容器。它們基於可變性和順序而不同。可變性是指創建後改變對象的能力。我們有兩種類型的數據結構，內置數據結構和用戶定義的數據結構。

什麼是數據演算法-是由計算機執行的一系列步驟，接受輸入並將其轉換為目標輸出。

列表是用方括弧定義的，包含用逗號分隔的數據。該列表是可變的和有序的。它可以包含不同數據類型的混合。

months=['january','february','march','april','may','june','july','august','september','october','november','december']
print(months[0])#print the element with index 0
print(months[0:7])#all the elements from index 0 to 6
months[0]='birthday #exchange the value in index 0 with the word birthday

print(months)

元組是另一種容器。它是不可變有序元素序列的數據類型。不可變的，因為你不能從元組中添加和刪除元素，或者就地排序。

length, width, height =9,3,1 #We can assign multiple variables in one shot

print("The dimensions are {} * {} * {}".format(length, width, height))

一組

集合是唯一元素的可變且無序的集合。它可以讓我們快速地從列表中刪除重復項。

numbers=[1,2,3,4,6,3,3]

unique_nums = set(numbers)
print(unique_nums)

models ={'declan','gift','jabali','viola','kinya','nick',betty' }

print('davis' in models)#check if there is turner in the set models
models.add('davis')
print(model.pop())remove the last item#
字典

字典是可變和無序的數據結構。它允許存儲一對項目(即鍵和值)

下面的例子顯示了將容器包含到其他容器中來創建復合數據結構的可能性。

* 用戶定義的數據結構*

使用數組的堆棧堆棧是一種線性數據結構，其中元素按順序排列。它遵循L.I.F.O的機制，意思是後進先出。因此，最後插入的元素將作為第一個元素被刪除。這些操作是:

溢出情況——當我們試圖在一個已經有最大元素的堆棧中再放一個元素時，就會出現這種情況。

下溢情況——當我們試圖從一個空堆棧中刪除一個元素時，就會出現這種情況。

隊列是一種線性數據結構，其中的元素按順序排列。它遵循先進先出的F.I.F.O機制。

描述隊列特徵的方面

兩端:

前端-指向起始元素。

指向最後一個元素。

有兩種操作:

樹用於定義層次結構。它從根節點開始，再往下，最後的節點稱為子節點。

鏈表

它是具有一系列連接節點的線性數據。每個節點存儲數據並顯示到下一個節點的路由。它們用來實現撤銷功能和動態內存分配。

圖表

這是一種數據結構，它收集了具有連接到其他節點的數據的節點。

它包括:

演算法

在演算法方面，我不會講得太深，只是陳述方法和類型:

原文：https://www.tuicool.com/articles/hit/VRRvYr3

Ⅷ 數據結構課設總結

我正好在做課設，我把我的總結給你。
數據結構是計算機程序設計的重要理論技術基礎，它不僅是計算機科學的核心課程，而且也已經成為其他理工專業的熱門選修課。隨著高級語言的發展，數據結構在計算機的研究和應用中已展現出強大的生命力，它兼顧了諸多高級語言的特點，是一種典型的結構化程序設計語言，它處理能力強，使用靈活方便，應用面廣，具有良好的可移植性。
緊張的兩周數據結構實訓很快就過去了，通過這兩周的實踐學習，不僅使我們鞏固了以前的知識並在此基礎上還對數據結構的特點和演算法有了更深的了解，使我們在這門課程的實際應用上也有了一個提高。
首先這兩周的學習，使我們在鞏固了原有的理論知識上，又培養了靈活運用和組合集成所學過知識及技能來分析、解決實際問題的能力，使我們體會到自身知識和能力在實際中的應用和發揮。其次，它激發了我們創新意識，開發創造的能力和培養溝通能力。另外，讓我們進一步熟悉了數據結構的設計應用。每一處編碼都是在反復的熟悉數據結構的結構特性，及其語法、函數和程序設計思想的過程，對我們數據結構的學習和提高很有益處，並且使我們明白了程序設計過程，如解決一些實際問題，從解決實際問題的角度，我們可以這樣來看：第一要了解這個問題的基本要求，即輸入、輸出、完成從輸入到輸出的要求是什麼；第二，從問題的要害入手，從前到後的解決問題的每個方面，即從輸入開始入手，著重考慮如何從輸入導出輸出，在這個過程中，可確定所需的數據結構的基本類型——線性表、棧、隊列、串、數組、廣義表、樹和二叉樹以及圖等，然後確定處理過程——演算法，通過在編譯環境中的編譯與調試，可到最終的程序。最後，在這次的實訓過程中，我們深刻的認識到了自己在學習方面的不足之處，我知道我還有太多的基本的思想沒有真正的理解，當然我們不會灰心，我們會在以後的日子裡努力彌補我們的不足。
在兩周的實訓中，我們也體會到了團隊合作的重要性，從最初的查閱資料到最後的程序的成功運行，我們組有過山窮水盡的困惑；有過柳暗花明的驚喜；有過唇槍舌劍的辯論；有過相互鼓勵的安慰。兩個禮拜的時間我們經歷了很多，也收獲了很多。與其說這次的實訓是體力與腦力的作業，不如說它是合作精神和毅力的考驗。經過這次課程設計，我們不僅學到了很多知識和技能，更重要的是我們學會了如何運用所學知識去解決實際問題。
總之，兩個禮拜的課程設計讓我們受益匪淺。我們深深認識到，要學好一門學科，沒有刻苦鑽研的精神是不行的，只有在不斷的嘗試中，經歷失敗，從失敗中總結經驗，然後再不斷的嘗試，才能獲得成功。