1.度量一个程序(算法)执行时间的两种方法 1)事后统计的方法 这种方法可行, 但是有两个问题:一是要想对设计的算法的运行性能进行评测,需要实际运行该程序:二是所得时间的统计量依赖于计算机的硬件.软件等环境因素, 这种方式,要在同一台计算机的相同状态下运行,才能比较那个算法速度更快. 2)事前估算的方法 通过分析某个算法的时间复杂度来判断哪个算法更优. 2.时间频度 基本介绍:一个算法花费的时间与算法中语句的执行次数成正比例,哪个算法中语句执行次数多,它花费时间就多.一个算法中的语句执行次数称为…

Java数据结构和算法(四)赫夫曼树 数据结构与算法目录(https://www.cnblogs.com/binarylei/p/10115867.html) 赫夫曼树又称为最优二叉树,赫夫曼树的一个最主要的应用就是赫夫曼编码. 一.赫夫曼编码 can you can a can as a can canner can a can. 1.1 定长编码 99 97 110 32 121 111 117 32 99 97 110 32 97 32 99 97 110 32 97 115 32 97…

前言 数据结构可划分为线性结构.树型结构和图型结构三大类.前面几篇讨论了数组.栈和队列.链表都是线性结构.树型结构中每个结点只允许有一个直接前驱结点,但允许有一个以上直接后驱结点.树型结构有树和二叉树(Binary Tree)两种,二叉树最多只允许有两个直接后继结点的有序树. 本篇将学习树的用途.运行机制以及创建树的方法. 为什么使用二叉树 Q: 为什么要用到树? A: 因为它通常结合了另外两种数据结构的优点:1)有序数组 2)链表.在树中查找数据项的速度和在有序数组中查找一样快,并且插入数据项…

在Java数据结构和算法(五)——队列中我们介绍了优先级队列,优先级队列是一种抽象数据类型(ADT),它提供了删除最大(或最小)关键字值的数据项的方法,插入数据项的方法,优先级队列可以用有序数组来实现,这种实现方式尽管删除最大数据项的时间复杂度为O(1),但是插入还是需要较长的时间 O(N),因为每次插入平均需要移动一半的数据项,来保证插入后,数组依旧有序. 本篇博客我们介绍另外一种数据结构——堆,注意这里的堆和我们Java语言,C++语言等编程语言在内存中的“堆”是不一样的,这里的堆是一种树,…

春晚好看吗?不存在的!!! 在Java数据结构和算法(三)——冒泡.选择.插入排序算法中我们介绍了三种简单的排序算法,它们的时间复杂度大O表示法都是O(N2),如果数据量少,我们还能忍受,但是数据量大,那么这三种简单的排序所需要的时间则是我们所不能接受的.接着我们在讲解递归 的时候,介绍了归并排序,归并排序需要O(NlogN),这比简单排序要快了很多,但是归并排序有个缺点,它需要的空间是原始数组空间的两倍,当我们需要排序的数据占据了整个内存的一半以上的空间,那么是不能使用归并排序的. 本篇博客将…

堆的介绍 Q: 什么是堆? A: 这里的“堆”是指一种特殊的二叉树,不要和Java.C/C++等编程语言里的“堆”混淆,后者指的是程序员用new能得到的计算机内存的可用部分 A: 堆是有如下特点的二叉树: 1) 是一棵完全二叉树 2) 通常由数组实现.前面介绍了如何用数组表示树 3) 堆中的每个节点都满足堆的条件,即每个节点的关键字都大于(或等于)这个节点的子节点关键字 下图显示了堆与实现它的数组之间的关系:  A: 堆是完全二叉树的事实说明了表示堆的数组中没有“洞”,从下标0到N-1,每个元素…

希尔排序 Q: 什么是希尔排序? A: 希尔排序因计算机科学家Donald L.Shell而得名,他在1959年发现了希尔排序算法. A: 希尔排序基于插入排序,但是增加了一个新的特性,大大地提高了插入排序的执行效率. Q: 回忆之前的插入排序,有哪些缺点? A: 回忆之前的简单排序的“插入排序”一节,在插入排序执行一半的时候,标记位i左边这部分数据项都是排过序的,而标记位右边的数据项则没有排过序.这个算法取出标记位所指的数据项,把它存储在一个临时变量里,接着,从刚刚被移除的数据项的左边第一个元…

三角数字 Q: 什么是三角数字? A: 据说一群在毕达哥拉斯领导下工作的古希腊的数学家,发现了在数学序列1,3,6,10,15,21,……中有一种奇特的联系.这个数列中的第N项是由第N-1项加N得到的. 由此,第二项是由第一项(1)加上2,得3.第三项是由第二项(3)加上3得到6,依次类推. 这个序列中的数字被称为三角数字,因为它们可以被形象化地表示成对象的一个三角形排列.  Q: 如何使用循环求第N项? A: 示例:TriangleNumber.java Q: 如何使用递归求第N项? A: 导…

Q: 栈.队列与数组的区别? A: 本篇主要涉及三种数据存储类型:栈.队列和优先级队列,它与数组主要有如下三个区别: A: (一)程序员工具 数组和其他的结构(栈.队列.链表.树等等)都适用于数据库应用中作为数据记录.它们常用于记录那些对应于现实世界的对象和活动的数据,如职员档案等,这些结构便于数据的访问:它们易于进行插入.删除和查找特定数据项的操作. 然而,本篇要讲解的数据结构和算法更多的是作为程序员的工具来运用.它们主要作为构思算法的辅助工具,而不是完全的数据存储工具.这些数据结构的生命周期…

Q: 冒泡排序? A: 1) 比较相邻的元素.如果第一个比第二个大,就交换它们两个; 2) 对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对.在这一点,最后的元素应该会是最大的数; 3) 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个.因此总共有N - 1 趟; 4) 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较. Q: 冒泡排序的Java代码? A: 示例: BubbleSort.java, BubbleSortTest.java Q: 冒泡排序的不变性? A: …

Q: 数组的创建? A: Java中有两种数据类型,基本类型和对象类型,在许多编程语言中(甚至面向对象语言C++),数组也是基本类型.但在Java中把数组当做对象来看.因此在创建数组时,必须使用new操作符: int [] objArray = null; // defines a reference to an array objArray = new int[100]; // creates the array, and sets objArray to refer to it 或使用等价的…

Q: 为什么要学习数据结构与算法? A: 如果说Java语言是自动档轿车,C语言就是手动档吉普.数据结构呢?是变速箱的工作原理.你完全可以不知道变速箱怎样工作,就把自动档的车子从1档开到4档,而且未必就比懂得的人慢.写程序这件事,和开车一样,经验可以起到很大作用,但如果你不知道底层是怎么工作的,就永远只能开车,既不会修车,也不能造车.如果你对这两件事都不感兴趣也就罢了,数据结构懂得用就好.但若你此生在编程领域还有点更高的追求,数据结构是绕不开的课题. Java 替你做了太多事情,那么多动不动还支…

Q1: 什么是2-3-4树? A1: 在介绍2-3-4树之前,我们先说明二叉树和多叉树的概念. 二叉树:每个节点有一个数据项,最多有两个子节点. 多叉树:(multiway tree)允许每个节点有更多的数据项和更多的子节点.在多叉树中,节点的数据项是按关键字升序排列. A1: 2-3-4树就是多叉树,它的每个节点最多有3个数据项和4个子节点. 2-3-4树中的2.3.4的含义是指一个节点可能包含的子节点的个数. 对非叶节点有三种可能的情况: 1) 有1个数据项的节点总是有2个子节点 2) 有2…

Q: 什么是外部存储? A: 外部存储特指某类磁盘系统,例如在大多数台式电脑或服务器中的硬盘. Q: 如何访问外部存储? A: 我们所学的数据结构都是假设数据存储在内存中,但是,在很多情况下要处理的数据量太大,不能都存储在内存中.这种情况下需要另一种存储方式,访问外部磁盘文件上的数据.外部磁盘存储的缺点就是读写比内存要慢得多,因此需要用一个合理的数据结构技术来管理它们. A: 作为外部存储的一个例子,假设编写一个数据库程序来管理一个电话簿,可能有500000条记录.每条记录包括姓名.地址.电话号…

Q: 如何快速地存取员工的信息? A: 假设现在要写一个程序,存取一个公司的员工记录,这个小公司大约有1000个员工,每个员工记录需要1024个字节的存储空间,因此整个数据库的大小约为1MB.一般的计算机内存都可以满足. 为了尽可能地存取每个员工的记录,使用工号从1(公司创业者)到1000(最近雇佣的工人).将工号作为关键字(事实上,用其他作为关键字完全没有必要).即使员工离职不在公司,他们的记录也是要保存在数据库中以供参考,在这种情况下需要使用什么数据结构呢? A: 一种可能使用数组,每个员工…

Java数据结构和算法(一)线性结构 数据结构与算法目录(https://www.cnblogs.com/binarylei/p/10115867.html) 线性表 是一种逻辑结构,相同数据类型的 n 个数据元素的有限序列,除第一个元素外,每个元素有且仅有个直接前驱,除最后一个元素外,每个元素有且仅有一个直接后继. 一.基本概念 线性表具有以下特点: 元素个数有限 逻辑上元素有先后次序 数据襟型相同 仅讨论元素间的逻辑关系 (1) 数组和链表 选项 数组 链表 读取 O(1) O(n) 插入…

Java数据结构和算法(一)树 数据结构与算法目录(https://www.cnblogs.com/binarylei/p/10115867.html) 前面讲到的链表.栈和队列都是一对一的线性结构,这节讲一对多的线性结构 - 树.「一对多」就是指一个元素只能有一个前驱,但可以有多个后继. 一.树的基本概念 度(Degree) :节点拥有的子树数.树的度是树中各个节点度的最大值. 节点 :度为 0 的节点称为叶节点(Leaf)或终端节点.度不为 0 的节点称为分支节点.除根节点外,分支节点也被称…

上一篇我们大概了解了红黑树到底是个什么鬼,这篇我们可以看看另外一种树-----2-3-4树,看这个树的名字就觉得很奇怪.... 我们首先要知道这里的2.3.4指的是任意一个节点拥有的子节点个数,所以我们就大概知道2-3-4树中的每一个节点应该最多有四个子节点:注意:2-3-4树中的任意一个节点不能只有一个子节点,应该只有几种情况:0.2.3.4 有个东西一直忘记说了,就是那个大O表示法,或者叫做时间复杂度,感觉最开始不要纠结于用这个大O表示法比较好,因为直接看这个你会觉得很蒙,学了一定的数据结构…

这一篇我们来看看红黑树,首先说一下我啃红黑树的一点想法,刚开始的时候比较蒙,what?这到底是什么鬼啊?还有这种操作?有好久的时间我都缓不过来,直到我玩了两把王者之后回头一看,好像有点儿意思,所以有的时候碰到一个问题困扰了很久可以先让自己的头脑放松一下,哈哈! 不瞎扯咳,开始今天的正题: 前提:看红黑树之前一定要先会搜索二叉树 1.红黑树的概念 红黑树到底是个什么鬼呢?我最开始也在想这个问题,你说前面的搜索二叉树多牛,各种操作效率也不错,用起来很爽啊,为什么突然又冒出来了红黑树啊? 确实,搜索二…

在前面复习了三个简单排序Java数据结构和算法(三)--三大排序--冒泡.选择.插入排序,属于算法的基础,但是效率是偏低的,所以现在 学习高级排序 插入排序存在的问题: 插入排序在逻辑把数据分为两部分,左边:数据是有序的,右边:数据是无序的 上图中的元素2,是最小的数据,但是在最右边,我们需要和之前的元素进行比较,然后每个元素都要后移,直到找到应该插入的位置,这里 对于元素2来说,所有的元素都要后移一位 这个过程将近存在N次复制,移位的次数平均N/2,所以执行效率是O(N^2) 所以如果能以某种…

什么是树? 上面图例就是一个树,用圆代表节点,连接圆的直线代表边.树的顶端总有一个节点,通过它连接第二层的节点,然后第二层连向更下一层的节点,以此递推 ,所以树的顶端小,底部大.和现实中的树是相反的,但是代码一般从顶点开始执行操作 本文会讲述一种特殊的树--二叉树,每个节点最多有两个子节点.普通的树,节点可以多于两个,称为多路树/多叉树 树的术语: 1.路径:顺着节点的边从一个节点走到另一个节点,所经过的节点的顺序排列就称为“路径” 2.根:树顶端的节点称为根.一棵树只有一个根,如果要把一个节点…

首先,本人自学java,但是只学习了java的基础知识,所以想接下来学习一下数据结构和算法,但是找了很多教材,大部分写的好的都是用c语言实现的,虽然知道数据结构和算法,跟什么语言实现的没有关系,但是我java基础知识比较薄弱,想要找一本能够一边看一边敲代码感受一下实现程序的书,但是用java实现的都写的不咋滴.而且,目前学习数据结构比较迫切,因为接近找工作的节点,不需要我了解的多么细致,只要了解考点的那些就可以. 跋山涉水,翻山越岭,我终于找到了一本我既能看懂,又有java实现代码的书. 我本人…

  本篇是java数据结构与算法的第2篇,从本篇开始我们将来了解栈的设计与实现,以下是本篇的相关知识点: 栈的抽象数据类型 顺序栈的设计与实现 链式栈的设计与实现 栈的应用 栈的抽象数据类型   栈是一种用于存储数据的简单数据结构,有点类似链表或者顺序表(统称线性表),栈与线性表的最大区别是数据的存取的操作,我们可以这样认为栈(Stack)是一种特殊的线性表,其插入和删除操作只允许在线性表的一端进行,一般而言,把允许操作的一端称为栈顶(Top),不可操作的一端称为栈底(Bottom),同时把插入…

前面我们介绍了三种数据结构,第一种数组主要用作数据存储,但是后面的两种栈和队列我们说主要作为程序功能实现的辅助工具,其中在介绍栈时我们知道栈可以用来做单词逆序,匹配关键字符等等,那它还有别的什么功能吗?以及数据结构与本篇博客的主题前缀.中缀.后缀表达式有什么关系呢? 1.人如何解析算术表达式 如何解析算术表达式?或者换种说法,遇到某个算术表达式,我们是如何计算的: ①.求值 3+4-5 这个表达式,我们在看到3+4后都不能直接计算3+4的值,知道看到4后面的 - 号,因为减号的优先级和前面的加号…

本篇是java数据结构与算法的第4篇,从本篇开始我们将来了解栈的设计与实现,以下是本篇的相关知识点: 栈的抽象数据类型 顺序栈的设计与实现 链式栈的设计与实现 栈的应用 栈的抽象数据类型 栈是一种用于存储数据的简单数据结构,有点类似链表或者顺序表(统称线性表),栈与线性表的最大区别是数据的存取的操作,我们可以这样认为栈(Stack)是一种特殊的线性表,其插入和删除操作只允许在线性表的一端进行,一般而言,把允许操作的一端称为栈顶(Top),不可操作的一端称为栈底(Bottom),同时把插入元素的操…

队列.queue,就是现实生活中的排队. 1.简单队列: public class Queqe { private int array[]; private int front; private int end; private int number; private int max; private Queqe(int maxsize){ array = new int[maxsize]; max = maxsize; front = 0; end = 0; number = 0; } pri…

Java数据结构和算法(一)散列表 数据结构与算法目录(https://www.cnblogs.com/binarylei/p/10115867.html) 散列表(Hash table) 也叫哈希表,是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构.也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度.这个映射函数叫做 散列函数 ,存放记录的数组叫做 散列表. 数组的特点是:寻址容易,插入和删除困难: 链表的特点是:寻址困难,插入和删除容易. 散列表的特点是:结…

Java数据结构和算法(七)B+ 树 数据结构与算法目录(https://www.cnblogs.com/binarylei/p/10115867.html) 我们都知道二叉查找树的查找的时间复杂度是 O(logN),其查找效率已经足够高了,那为什么还有 B 树和 B+ 树的出现呢?难道它两的时间复杂度比二叉查找树还小吗?答案当然不是, B 树和 B+ 树的出现是因为另外一个问题,那就是磁盘 IO. 一.计算机中数据的存储原理 页是计算机管理存储的逻辑块,硬件及操作系统往往将主存和磁盘存储区分割…

Java数据结构和算法(一)线性结构之单链表 prev current next -------------- -------------- -------------- | value | next | -> | value | next | -> | value | next | -------------- -------------- -------------- 单链表的结构如上:最后一个节点的 next=null.下面看一下代码. (1) 链表的基本操作 public class…

Java数据结构和算法(三)顺序存储的树结构 二叉树也可以用数组存储,可以和完全二叉树的节点一一对应. 一.树的遍历 // 二叉树保存在数组中 int[] data; public void preOrder() { preOrder(0); } // 前序遍历指定的节点 public void preOrder(int index) { System.out.printf(data[index] + " "); int leftIndex = 2 * index + 1; int r…