数据结构之我见
1. 4基本概念和术语
数据:是描述客观事物的符合,是计算机中可以操作的对象,是能被计算机识别,并输入给计算机处理的符号集合
数据元素: 是组成数据的、有一定意义的基本单位,在计算机中通常作为整体处理,也被称为记录。
数据项:一个数据元素可以由若干个数据项组成 数据项是数据不可分割的最小单位
数据对象:是性质相同的数据元素的集合,是数据的子集
数据结构:是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合
分析:数据、数据元素、数据项、数据对象的介绍和理解
1.5.数据结构和物理结构
1.5.1 逻辑结构
逻辑结构是指数据对象中数据元素之间的相互关系。
集合结构中的数据元素除了同属一个集合外,他们之间没有其他的关系。
线性结构中的数据元素之间是一对一的关系
树形结构中的数据元素之间存在一对多的层次关系
图形结构中的数据元素是多对多的关系
1.5.2 物理结构(存储结构)
物理结构指数据的逻辑结构在计算机中的存储形式
顺序存储结构:是把数据元素存放在地址连续的存储单元里,其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的
链式存储结构: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
2.5算法的特性
输入、输出、有穷性、确定性、可行性
2.6算法设计的要求
正确性、可读性、健壮性、时间效率高和存储量低
2.7算法效率的度量方法
事前分析估算方法
2.8函数的渐近增长
给定两个函数f(n)和g(n),如果存在一个整数N,使得对于所有的n>N,f(n)总是比g(n0大,那么,我们说f(n)的增长渐近快于g(n)
结论
判断一个算法的效率时,函数中的常数和其他次要项常常可以忽略,而更应该关注主项的阶数
2.9算法时间复杂度
在进行算法分析时,语句总的执行次数T(n)是关于问题规模n的函数,进而分析T(n)随n的变化情况并确定T(n)的数量级。
算法的时间复杂度,也就是算法的时间量度,记作:T(n)=O(f(n))。它表示随问题规模n的增大,算法执行时间的增长率和f(n)的增长率相同,称作算法的渐近时间复杂度,简称时间复杂度。(其中)f(n)是问题规模n的某个函数。
我们用大写的O()来提现算法时间复杂度的记法,我们称之为大O记法。
一般情况,随着n的增长,T(n)增长最慢的算法为最优算法。
O(1):常数阶
O(n):线性阶
O(n2)平方阶
2.9.2推导大O阶方法
1.用常数1取代运行时间中的所有加法常数。
2.在修改后的运行次数函数中,只保留最高阶项
3.如果最高阶项存在且不是1,则去除这个项相乘的常数
2.9.3常数阶
不会随着n的变大而发生变化,所其时间复杂度都是O(1)
2.9.4线性阶
需要确定某个特定语句集运行的次数,关键是要分析循环结构的运行情况
2.9.5对数阶
2X=n x=log2n
所以时间复杂度O(logn)
2.9.6平方阶
2.10常见的时间复杂度
2.1最坏情况和平均情况
平均时间复杂度
最坏时间复杂度
(一般在没有特殊说明的情况下,都是指最坏时间复杂度)
2.12算法空间复杂度
算法的空间复杂度通过计算算法所需的存储空间实现,算法空间复杂度的计算公式记作:s(n)=O(f(n)),其中,n为问题的规模,f(n)为语句关于n所占存储空间的函数。
2.13总结回顾
第3章 线性表
线性表:零个或多个数据元素的有限序列