数据结构与算法（c语言）概述_数据结构与算法 c语言

一、数据结构与算法

1、数据结构在学什么？

• 如何用程序代码将现实世界的问题信息化
• 如何用计算机高效处理这些信息并创造价值

2、前置条件

2、1 C/C++语言

• 什么是分支、循环？（if/else、for、 while）
• 什么是数组？
• 什么是函数？
• 什么是指针、什么是地址？
• 什么是 struct 结构体?

3、数据的基本概念

3、1 数据

早期的计算机：只用于处理纯数值型问题

现代的计算机：经常处理非数值型问题

对于非数值型的问题：

1. 我们关系每个个体的具体信息
2. 我们还关心个体之间的关系

3、2 数据元素

数据元素：描述一个个体

3、2 数据对象

数据结构：数据元素之间要有关系
数据对象：数据元素之间要有相同的性质
同一个数据对象里的数据元素，可以组成不同的数据结构
同样的数据元素，可组成不同的数据结构
不同的数据元素，也可组成相同的数据结构

数据结构这门课着重关注的是数据元素之间的关系，和对这些数据元素的操作，而不关心具体的数据项内容

4、 数据结构的三要素

4、1 逻辑结构

数据元素之间的逻辑关系是什么？

集合结构

各个元素同属一个集合，别无其他关系

线性结构

数据元素之间是一对一的关系。除了第一个元素，所有元素都有唯一前驱；除了最后一个元素，所有元素都有唯一后继

树形结构

数据元素之间是一对多的关系

图（网）状结构

数据元素之间是多对多的关系

4、 2 数据的运算

针对于某种逻辑结构，结合实际需求，定义基本元素

4、 3 物理结构

数据的物理结构（存储结构）：如何用计算机表示数据元素的逻辑关系？

基于线性结构的存储结构

4、 4 小结

4、 4 数据类型、抽象数据类型

数据类型是一个值的集合和定义在此集合上的一组操作的总称

1. 原子类型。其值不开再分的数据类型。
2. 结构类型。其值可以再分解为若干成分（分量）的数据类型。

抽象数据类型（Abstract Data Type,ADT） 是抽象数据组织及与之相关的操作。

4、5 总结

5、算法

5、1 什么是算法？

算法（Algorithm）是对特定问题求解步骤的一种描述，它是指令的有限序列，其中的每条指令表示一个或多个操作。

对一个问题的解决过程就是算法

5、2 算法的特性

不能出现歧义

5、3 “ 好”算法的特质

5、4 小结

5、5 算法效率的度量

如何评估算法时间开销？

算法时间复杂度
事前预估算法时间开销T(n)与问题规模n 的关系(T表示“time”)

5、6 算法的时间复杂度

当时间开销与问题规模n的关系比较复杂时很难判断它是否是一个好的算法

结论：可以只考虑阶数高的部分

5、7 总结

5、8 算法的空间复杂度

无论问题规模怎么变，算法运行所需的内存空间都是固定的常量，算法空间复杂度为S(n)=O(1)
注：S表示 “Space”
算法原地工作：算法所需内存空间为常量

5、9 总结