算法之旅(一)

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算法需要什么基础?

学习算法之前,建议具备以下几个基础知识:

  • 编程基础

    • 掌握至少一门编程语言
    • 面向对象编程:理解面向对象编程的思想,如类、对象、继承、多态等,这对理解某些算法和设计模式很有帮助。
  • 数据结构基础

    • 常见数据结构:你需要熟悉基本的数据结构,如数组、链表、栈、队列、哈希表、树、图等。算法通常会围绕这些数据结构进行设计和优化,理解数据结构的特点和操作对算法学习非常重要。
    • 复杂度分析:学习算法时,了解时间复杂度空间复杂度(大O表示法)是基础。通过这些复杂度分析,你可以评估算法的效率,并在性能问题上做出更好的选择。
  • 数学基础

    • 离散数学:了解基本的集合、排列组合、逻辑运算、图论等概念,这在某些算法中很有用。
    • 递归与递推:递归是很多算法设计的核心思想,因此理解递归的原理(如何从小问题递归到大问题)非常重要。--这个是非常关键的一点

为什么要学习算法?

  • 提高问题解决能力:算法能够帮助你高效解决各种复杂问题。通过设计合理的算法,你可以将复杂的业务需求分解为可管理的小问题并有效解决。

  • 提升代码效率:掌握算法后,你能够写出更高效、可扩展的代码,特别是对于处理大规模数据的系统,算法优化可以大大提高系统的响应速度和资源利用率。

  • 优化系统设计:学习算法还能帮助你在设计分布式系统、并发系统以及缓存系统时选择更合适的架构和方法。例如,了解图算法有助于设计复杂的用户关系网络,了解搜索和排序算法有助于构建高效的搜索引擎或推荐系统。

解决方案的底层思想

学习算法一开始需要了解哪些方面?

程序 = 数据结构 + 算法

算法 = 方法论
技术栈 = 基于方法论的实现方案

大部分的场景都有现成的解决方案

  • 数据结构的使用与操作

    • 首先,掌握基本的数据结构操作,如数组的遍历和查找链表的插入与删除栈和队列的应用,以及树和图的遍历。这些都是学习算法的基础。
  • 算法的核心思想

    • 了解几种核心的算法设计思想,它们会贯穿未来的算法学习。
      1. 递归(Recursion):通过递归解决问题是算法中最常见的方法之一,掌握如何将问题拆解为子问题并递归求解。
      2. 分治法(Divide and Conquer):将问题划分为多个子问题,分别求解后合并结果,例如归并排序、快速排序等。
      3. 贪心算法(Greedy):每一步选择局部最优解,希望能得到全局最优解,例如经典的背包问题。
      4. 动态规划(Dynamic Programming):通过存储子问题的结果来避免重复计算,例如斐波那契数列的优化求解。
      5. 回溯算法(Backtracking):通过不断尝试解决问题的不同路径,找到符合条件的解,例如八皇后问题。
  • 算法的复杂度分析

    • 了解时间复杂度空间复杂度的概念,通过它们来衡量算法的性能。常见的复杂度有O(1)、O(log n)、O(n)、O(n log n)、O(n^2)等,理解这些复杂度的意义能帮助你判断算法的效率。
  • 实战练习

    • 理论学习之后,最重要的是实践。可以在算法练习平台(如LeetCode、牛客网、Codeforces等)上刷题,从简单的题目开始,一步步提高自己的解题能力。

真正的实战是 运用到企业的实战中

  • 降低空间复杂度-降低机器成本(大公司考虑层面要放到第二位次于时间复杂度,有的是钱。对于中小型公司是优先考虑的)
  • 降低时间复杂度-高效运行,更快
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