本文为小甲鱼数据结构和算法教学视频的学习笔记

第一章：谈谈数据结构和算法这2个好基友

一、聊聊数据结构

1、为什么学数据结构？编程能力有质的飞越，不再停留在调用现成的API，做一个上档次的程序员。

2、什么是数据结构？数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中的操作对象，以及他们之间的关系和操作等相关问题的学科。

思考：好吧，简单来说程序设计 =数据结构 + 算法，数据结构就是关系，就是数据元素之间存在的一种或多种特定关系的集合。

3、数据结构分为逻辑结构和物理结构，前者指数据对象中数据元素之间的相互关系，否则指逻辑结构在计算机中的存储形式

思考：数据结构  =逻辑结构 +物理结构

4、逻辑结构有四种如下所示：

• 集合结构：除了同属一个集合外，没有其他任何关系
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• 线性结构：数据元素之间是一对一的关系
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• 树形结构：数据元素之间是一对多的关系
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• 图形结构：数据元素之间是多对多的关系
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思考：如果从人的交合方面说明4大逻辑结构，集合 =  2个陌生人，线性结构 =  1对夫妻，树形结构 = 一男多女3p4p5p，图形结构 = 聚众淫乱

5、物理结构是指如何将数据元素存储到计算机的存储器中，此处的存储器主要针对内存而言，像硬盘、光盘能外部存储器的数据组织通常用文件结构来描述。

思考：如果说逻辑结构是关系，那么物理结构就是关系在内存的存储关系

6、数据元素的存储结构形式有两种：

• 顺序存储：指数据元素存放在地址联系的存储单元里，其数据间逻辑关系和物理关系是一致的，比如数组
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• 链式存储：面对时常变化的元素，比顺序存储灵活多了，就是把数据元素存放在任意的存储单元里，这组存储单元可以是连续的，也可以是不连续的。所以说链式存储结构的数据元素存储关系并不能反应其逻辑关系，因此需要用一个指针存放数据元素的地址，这样子通过地址就可以找到关联数据元素的位置。比如：银行叫号机
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思考：存储结构 = 顺序存储 +链式存储，前者就是排排坐，后者多了指针指向元素地址，就可以找到下一个元素在哪里，就是叫号系统

二、聊聊算法

1、不明白数据结构和算法的关系？，见下图

2、算法是什么？算法宅计算机中表现为指令的有限序列，并且每一条指令表示一个或者多个操作。一个问题可以由多个算法解决，一个算法也不可能具有通解所有的问题。

思考1：算法就是你泡妞的技巧和方式，对不同的妞儿要有不同的喜好，可以有多个追求的方式，一种追求方式不可能对通吃所有的妞儿，不同的追求方式就有差别，有的追的快，有的追得慢。学会针对不同的妞儿采取适合的泡妞技巧才能够快速的泡到妞

思考2：尽管算法不唯一，但是我们要学习掌握好一些号的算法，对我们解决问题很有帮助。

3、算法的5个基本特征：输入、输出、有穷性、确定性和可行性

• 输入：有0个或者多个输入
• 输出：有1个或者多个输出（如果没有反馈要他干嘛？）
• 有穷性：有限的步骤后，有限的时间
• 确定性：没有二义性（爱or不爱）
• 可行性：每一步可以实现的
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4、算法的要求：正确性、可读性、健壮性、时间效率高、存储量低

5、算法的正确性：算法的正确性是指算法至少应该具有输入、输出和加工处理无歧义性，能正确反映问题的需求、能够得到问题的正确答案。大体分为以下四个层次：

• 算法程序没有语法错误
• 算法程序对于合法输入能够产生满足要求的输出
• 算法程序对于非法输入能够产生满足规格的说明
• 算法程序对于故意刁难的测试输入都有要求的输出结果

思考：对于非法输入和故意刁难的测试都有输出满足规格结果很重要

6、算法的可读性：算法设计的另一个目的就是为了便于阅读、理解和交流。我们写代码的目的除了让计算机执行，还有就是为了便于他人阅读和修改

思考：代码的可读性要强

7、算法的健壮性：当输入数据不合法时，算法也能够做出相关的处理，而不是产生异常、崩溃或者莫名其妙的结果。

思考：健壮性，简而言之就是不会因为别人乱输入就把你的程序搞崩溃了

8、算法的时间效率高和存储量要低：执行的效率很高，使用变量少，少用内存资源