Struktur Data dan Algoritma

Struktur dan algoritma data ialah konsep yang sangat penting dalam sains komputer dan pengaturcaraan. Struktur data merujuk kepada cara data disimpan dalam ingatan komputer Ia boleh menjejaskan kecekapan capaian dan operasi data dan merupakan asas kepada algoritma. Algoritma ialah satu set kaedah penyelesaian masalah yang boleh menjejaskan kelajuan dan kualiti program. Dalam pembangunan perisian, memahami dan menguasai struktur data dan algoritma adalah kunci untuk mencapai perisian yang cekap, boleh dipercayai dan berskala.

Struktur data boleh dibahagikan kepada dua kategori utama: struktur linear dan struktur tak linear. Terdapat hubungan satu dengan satu antara elemen data dalam struktur linear, seperti jadual linear, tindanan, baris gilir dan rentetan. Terdapat hubungan satu-ke-banyak atau banyak-ke-banyak antara elemen data dalam struktur linear, seperti pepohon, graf, dsb.

Struktur linear biasa:

(1) Tatasusunan: Urutan terhad bagi unsur-unsur yang sama jenisnya adalah berterusan dan boleh diakses secara rawak, tetapi memasukkan dan memadam elemen memerlukan elemen lain.

(2) Senarai terpaut: Menggunakan struktur storan terpaut, setiap nod mengandungi data dan penuding ke nod seterusnya boleh dimasukkan dan dipadamkan dengan mudah, tetapi akses memerlukan merentasi keseluruhan senarai terpaut.

(3) Stack: Struktur data Last In First Out (LIFO) yang hanya boleh memasukkan dan memadam elemen di bahagian atas Ia sering digunakan untuk memperuntukkan dan melepaskan memori program.

(4) Baris: Struktur data masuk dahulu (FIFO) yang boleh memasukkan elemen pada penghujung baris gilir dan memadamkan elemen di kepala Ia sesuai untuk situasi di mana data perlu diproses mengikut urutan .

(5) Rentetan: Urutan terhingga yang terdiri daripada sifar atau lebih aksara, yang merupakan jadual linear khas.

Struktur tak linear biasa:

(1) Pokok: struktur hierarki yang terdiri daripada nod dan tepi, digunakan secara meluas dalam sains komputer, seperti pokok binari, pokok Huffman, BST, dsb., untuk Simpan dan cari data.

(2) Graf: Struktur rangkaian yang terdiri daripada nod dan tepi, yang boleh mewakili entiti dan perhubungan yang kompleks, seperti rangkaian sosial, rangkaian kuasa, rangkaian jalan raya, dsb.

Algoritma ialah langkah pengiraan terhad berdasarkan peraturan tertentu, proses yang boleh menyelesaikan masalah atau mencapai tujuan tertentu. Kualiti algoritma menentukan kecekapan operasi dan ketepatan program. .

(2) Algoritma carian: Cari maklumat yang diperlukan dalam data berskala besar, seperti carian berjujukan, carian binari, carian cincang, carian mendalam-dahulu, carian luas-dahulu, dsb. (3) Algoritma pengaturcaraan dinamik: menyelesaikan masalah dengan sub-masalah yang bertindih dan tiada kesan susulan Ia sesuai untuk proses membuat keputusan berbilang peringkat dan masalah pengoptimuman, seperti masalah ransel, urutan biasa terpanjang, laluan terpendek, dsb.

(4) Bahagikan dan takluk algoritma: Uraikan masalah berskala besar kepada beberapa submasalah, selesaikan secara berasingan, dan kemudian gabungkannya, seperti isih gabung, isih cepat, dsb.

(5) Algoritma tamak: Gunakan strategi tamak, iaitu, pilih penyelesaian optimum semasa pada setiap langkah, dan akhirnya dapatkan penyelesaian optimum global, seperti masalah ransel, pokok rentang minimum, dsb.

Ringkasan

Struktur data dan algoritma adalah konsep yang sangat penting dalam sains komputer Struktur data boleh menjejaskan kecekapan pemprosesan data, dan algoritma boleh menjejaskan kelajuan dan kualiti program. Dalam pembangunan perisian, pemilihan rasional struktur data dan algoritma boleh memaksimumkan prestasi dan kebolehpercayaan program dan merupakan kemahiran asas yang mesti dikuasai oleh pengaturcara.

Atas ialah kandungan terperinci Struktur Data dan Algoritma. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!