搜索

[24432] 2015-11-04_学习数据结构与算法分析如何帮助您成为更优秀的开发人员

文档创建者：s7ckTeam
浏览次数：29
最后更新：2025-01-18
2015-11-04_学习数据结构与算法分析如何帮助您成为更优秀的开发人员 学 习 数 据 结 构 与 算 法 分 析 如 何 帮 助 您 成 为 更 优 秀 的 开 发 人 员 原 创   i c y b r e . .   L i n u x 中 国   2 0 1 5 - 1 1 - 0 4 " 相 较 于 其 它 方 式 ， 我 一 直 热 衷 于 推 崇 围 绕 数 据 设 计 代 码 ， 我 想 这 也 是 G i t 能 够 如 此 成 功 的 一 大 原 因 [ … ] 在 我 看 来 ， 区 别 程 序 员 优 劣 的 一 大 标 准 就 在 于 他 是 否 认 为 自 己 设 计 的 代 码 还 是 数 据 结 构 更 为 重 要 。 " - -   L i n u s   T o r v a l d s " 优 秀 的 数 据 结 构 与 简 陋 的 代 码 组 合 远 比 反 之 的 组 合 更 好 。 " - -   E r i c   S .   R a y m o n d ,   T h e   C a t h e d r a l   a n d   T h e   B a z a a r 学 习 数 据 结 构 与 算 法 分 析 会 让 您 成 为 一 名 出 色 的 程 序 员 。 数 据 结 构 与 算 法 分 析 是 一 种 解 决 问 题 的 思 维 模 式 。 数 据 结 构 与 算 法 分 析 是 一 种 解 决 问 题 的 思 维 模 式 。   在 您 的 个 人 知 识 库 中 ， 数 据 结 构 与 算 法 分 析 的 相 关 知 识 储 备 越 多 ， 您 将 越 多 具 备 应 对 并 解 决 各 类 繁 杂 问 题 的 能 力 。 掌 握 了 这 种 思 维 模 式 ， 您 还 将 有 能 力 针 对 新 问 题 提 出 更 多 以 前 想 不 到 的 漂 亮 的 解 决 方 案 。
您 将 更 深 入 地 了 解 ， 计 算 机 如 何 完 成 各 项 操 作 。 无 论 您 是 否 是 直 接 使 用 给 定 的 算 法 ， 它 都 影 响 着 您 作 出 的 各 种 技 术 决 定 。 从 计 算 机 操 作 系 统 的 内 存 分 配 到 R D B M S 的 内 在 工 作 机 制 ， 以 及 网 络 协 议 如 何 实 现 将 数 据 从 地 球 的 一 个 角 落 发 送 至 另 一 个 角 落 ， 这 些 大 大 小 小 的 工 作 的 完 成 ， 都 离 不 开 基 础 的 数 据 结 构 与 算 法 ， 理 解 并 掌 握 它 将 会 让 您 更 了 解 计 算 机 的 运 作 机 理 。 对 算 法 广 泛 深 入 的 学 习 能 为 您 储 备 解 决 方 案 来 应 对 大 体 系 的 问 题 。 之 前 建 模 困 难 时 遇 到 的 问 题 如 今 通 常 都 能 融 合 进 经 典 的 数 据 结 构 中 得 到 很 好 地 解 决 。 即 使 是 最 基 础 的 数 据 结 构 ， 只 要 对 它 进 行 足 够 深 入 的 钻 研 ， 您 将 会 发 现 在 每 天 的 编 程 任 务 中 都 能 经 常 用 到 这 些 知 识 。 有 了 这 种 思 维 模 式 ， 在 遇 到 磨 棱 两 可 的 问 题 时 ， 您 将 能 够 想 出 新 奇 的 解 决 方 案 。 即 使 最 初 并 没 有 打 算 用 数 据 结 构 与 算 法 解 决 相 应 问 题 的 情 况 ， 当 真 正 用 它 们 解 决 这 些 问 题 时 您 会 发 现 它 们 将 非 常 有 用 。 要 意 识 到 这 一 点 ， 您 至 少 要 对 数 据 结 构 与 算 法 分 析 的 基 础 知 识 有 深 入 直 观 的 认 识 。 理 论 认 识 就 讲 到 这 里 ， 让 我 们 一 起 看 看 下 面 几 个 例 子 。 最 短 路 径 问 题 我 们 想 要 开 发 一 个 软 件 来 计 算 从 一 个 国 际 机 场 出 发 到 另 一 个 国 际 机 场 的 最 短 距 离 。 假 设 我 们 受 限 于 以 下 路 线 ： D i j k s t r a   算 法 从 这 张 画 出 机 场 各 自 之 间 的 距 离 以 及 目 的 地 的 图 中 ， 我 们 如 何 才 能 找 到 最 短 距 离 ， 比 方 说 从 赫 尔 辛 基 到 伦 敦 ？ D i j k s t r a 算 法 算 法 是 能 让 我 们 在 最 短 的 时 间 得 到 正 确 答 案 的 适 用 算 法 。 在 所 有 可 能 的 解 法 中 ， 如 果 您 曾 经 遇 到 过 这 类 问 题 ， 知 道 可 以 用 D i j k s t r a 算 法 求 解 ， 您 大 可 不 必 从 零 开 始 实 现 它 ， 只 需 知 道 知 道 该 算 法 的 代 码 库 能 帮 助 您 解 决 相 关 的 实 现 问 题 。 如 果 你 深 入 到 该 算 法 的 实 现 中 ， 您 将 深 入 理 解 一 项 著 名 的 重 要 图 论 算 法 。 您 会 发 现 实 际 上 该 算 法 比 较 消 耗 资 源 ， 因 此 名 为 A * 的 扩 展 经 常 用 于 代 替 该 算 法 。 这 个 算 法 应 用 广 泛 ， 从 机 器 人 寻 路 的 功 能 实 现 到 T C P 数 据 包 路 由 ， 以 及 G P S 寻 径 问 题 都 能 应 用 到 这 个 算 法 。
先 后 排 序 问 题 您 想 要 在 M O O C ， M a s s i v e   O p e n   O n l i n e   C o u r s e s 开 放 式 在 线 课 程 平 台 上 ( 如 U d e m y 或 K h a n 学 院 ) 学 习 某 课 程 ， 有 些 课 程 之 间 彼 此 依 赖 。 例 如 ， 用 户 学 习 N e w t o n i a n   M e c h a n i c s 牛 顿 力 学 课 程 前 必 须 先 修 C a l c u l u s 微 积 分 课 程 ， 课 程 之 间 可 以 有 多 种 依 赖 关 系 。 用 Y A M L 表 述 举 例 如 下 ： 鉴 于 以 上 这 些 依 赖 关 系 ， 作 为 一 名 用 户 ， 我 希 望 系 统 能 帮 我 列 出 必 修 课 列 表 ， 让 我 在 之 后 可 以 选 择 任 意 一 门 课 程 学 习 。 如 果 我 选 择 了 微 积 分 （ c a l c u l u s ） 课 程 ， 我 希 望 系 统 能 返 回 以 下 列 表 ： 这 里 有 两 个 潜 在 的 重 要 约 束 条 件 ： 返 回 的 必 修 课 列 表 中 ， 每 门 课 都 与 下 一 门 课 存 在 依 赖 关 系 我 们 不 希 望 列 表 中 有 任 何 重 复 课 程 这 是 解 决 数 据 间 依 赖 关 系 的 例 子 ， 解 决 该 问 题 的 排 序 算 法 称 作 t s o r t ， t o p o l o g i c a l   s o r t 拓 扑 排 序 算 法 。 它 适 用 于 解 决 上 述 我 们 用 Y A M L 列 出 的 依 赖 关 系 图 的 情 况 ， 以 下 是 在 图 中 显 示 的 相 关 结 果 ( 其 中 箭 头 代 表 ) : 1 .   #   M a p p i n g   f r o m   c o u r s e   n a m e   t o   r e q u i r e m e n t s 2 .   # 3 .   #   I f   y o u ' r e   a   p h y s c i s t   o r   a   m a t h e m a t i c i s n   a n d   y o u ' r e   r e a d i n g   t h i s ,   s i n c e r e 4 .   #   a p o l o g i e s   f o r   t h e   c o m p l e t e l y   m a d e - u p   d e p e n d e n c y   t r e e   : ) 5 .   c o u r s e s : 6 .       a r i t h m e t i c :                   [ ] 7 .       a l g e b r a :                         [ a r i t h m e t i c ] 8 .       t r i g o n o m e t r y :               [ a l g e b r a ] 9 .       c a l c u l u s :                       [ a l g e b r a ,   t r i g o n o m e t r y ] 1 0 .       g e o m e t r y :                       [ a l g e b r a ] 1 1 .       m e c h a n i c s :                     [ c a l c u l u s ,   t r i g o n o m e t r y ] 1 2 .       a t o m i c _ p h y s i c s :           [ m e c h a n i c s ,   c a l c u l u s ] 1 3 .       e l e c t r o m a g n e t i s m :       [ c a l c u l u s ,   a t o m i c _ p h y s i c s ] 1 4 .       r a d i o a c t i v i t y :             [ a l g e b r a ,   a t o m i c _ p h y s i c s ] 1 5 .       a s t r o p h y s i c s :               [ r a d i o a c t i v i t y ,   c a l c u l u s ] 1 6 .       q u a n t u m n _ m e c h a n i c s :   [ a t o m i c _ p h y s i c s ,   r a d i o a c t i v i t y ,   c a l c u l u s ] 1 .   a r i t h m e t i c   - >   a l g e b r a   - >   t r i g o n o m e t r y   - >   c a l c u l u s 需 要 先 修 的 课 程
拓 扑 排 序 算 法 拓 扑 排 序 算 法 的 实 现 就 是 从 如 上 所 示 的 图 中 找 到 满 足 各 层 次 要 求 的 依 赖 关 系 。 因 此 如 果 我 们 只 列 出 包 含 和 与 它 有 依 赖 关 系 的 子 图 ， 运 行 t s o r t 排 序 ， 会 得 到 如 下 的 顺 序 表 ： 这 符 合 我 们 上 面 描 述 的 需 求 ， 用 户 只 需 选 出 r a d i o a c t i v i t y 1 .   a r i t h m e t i c 2 .   a l g e b r a 3 .   t r i g o n o m e t r y 4 .   c a l c u l u s 5 .   m e c h a n i c s 6 .   a t o m i c _ p h y s i c s 7 .   r a d i o a c t i v i t y r a d i o a c t i v i t y
， 就 能 得 到 在 此 之 前 所 有 必 修 课 程 的 有 序 列 表 。 在 运 用 该 排 序 算 法 之 前 ， 我 们 甚 至 不 需 要 深 入 了 解 算 法 的 实 现 细 节 。 一 般 来 说 ， 你 可 能 选 择 的 各 种 编 程 语 言 在 其 标 准 库 中 都 会 有 相 应 的 算 法 实 现 。 即 使 最 坏 的 情 况 ， U n i x 也 会 默 认 安 装 程 序 ， 运 行 来 了 解 该 程 序 。 其 它 拓 扑 排 序 适 用 场 合 类 似 类 似 的 工 具 的 工 具   可 以 让 您 声 明 任 务 之 间 的 依 赖 关 系 ， 这 里 拓 扑 排 序 算 法 将 从 底 层 实 现 具 有 依 赖 关 系 的 任 务 顺 序 执 行 的 功 能 。 具 有 具 有 指 令 的 编 程 语 言 指 令 的 编 程 语 言 适 用 于 要 运 行 当 前 文 件 需 先 运 行 另 一 个 文 件 的 情 况 。 这 里 拓 扑 排 序 用 于 识 别 文 件 运 行 顺 序 以 保 证 每 个 文 件 只 加 载 一 次 ， 且 满 足 所 有 文 件 间 的 依 赖 关 系 要 求 。 带 有 甘 特 图 的 项 目 管 理 工 具 带 有 甘 特 图 的 项 目 管 理 工 具 。 甘 特 图 能 直 观 列 出 给 定 任 务 的 所 有 依 赖 关 系 ， 在 这 些 依 赖 关 系 之 上 能 提 供 给 用 户 任 务 完 成 的 预 估 时 间 。 我 不 常 用 到 甘 特 图 ， 但 这 些 绘 制 甘 特 图 的 工 具 很 可 能 会 用 到 拓 扑 排 序 算 法 。 霍 夫 曼 编 码 实 现 数 据 压 缩 H u f f m a n   c o d i n g 霍 夫 曼 编 码 是 一 种 用 于 无 损 数 据 压 缩 的 编 码 算 法 。 它 的 工 作 原 理 是 先 分 析 要 压 缩 的 数 据 ， 再 为 每 个 字 符 创 建 一 个 二 进 制 编 码 。 字 符 出 现 的 越 频 繁 ， 编 码 赋 值 越 小 。 因 此 在 一 个 数 据 集 中 可 能 会 编 码 为 ， 而 会 编 码 为 。 创 建 了 这 种 编 码 模 式 ， 就 可 以 串 联 无 定 界 符 ， 也 能 正 确 地 进 行 解 码 。 在 g z i p 中 使 用 的 D E F L A T E 算 法 就 结 合 了 霍 夫 曼 编 码 与 L Z 7 7 一 同 用 于 实 现 数 据 压 缩 功 能 。 g z i p 应 用 领 域 很 广 ， 特 别 适 用 于 文 件 压 缩 ( 以 为 扩 展 名 的 文 件 ) 以 及 用 于 数 据 传 输 中 的 h t t p 请 求 与 应 答 。 学 会 实 现 并 使 用 霍 夫 曼 编 码 有 如 下 益 处 ： 您 会 理 解 为 什 么 较 大 的 压 缩 文 件 会 获 得 较 好 的 整 体 压 缩 效 果 ( 如 压 缩 的 越 多 ， 压 缩 率 也 越 高 ) 。 这 也 是 S P D Y 协 议 得 以 推 崇 的 原 因 之 一 ： 在 复 杂 的 H T T P 请 求 / 响 应 过 程 数 据 有 更 好 的 压 缩 效 果 。 您 会 了 解 数 据 传 输 过 程 中 如 果 想 要 压 缩 J a v a S c r i p t / C S S 文 件 ， 运 行 压 缩 软 件 是 完 全 没 有 意 义 的 。 P N G 文 件 也 是 类 似 ， 因 为 它 们 已 经 使 用 D E F L A T E 算 法 完 成 了 压 缩 。 如 果 您 试 图 强 行 破 译 加 密 的 信 息 ， 您 可 能 会 发 现 由 于 重 复 数 据 压 缩 质 量 更 好 ， 密 文 给 定 位 的 数 据 压 缩 率 将 帮 助 您 确 定 相 关 的 b l o c k   c i p h e r   m o d e   o f   o p e r a t i o n 分 组 密 码 工 作 模 式 t s o r t m a n   t s o r t m a k e r e q u i r e e 1 1 1 x 1 0 0 1 0 . g z
。 下 一 步 选 择 学 习 什 么 是 困 难 的 作 为 一 名 程 序 员 应 当 做 好 持 续 学 习 的 准 备 。 为 了 成 为 一 名 w e b 开 发 人 员 ， 您 需 要 了 解 标 记 语 言 以 及 R u b y / P y t h o n 、 正 则 表 达 式 、 S Q L 、 J a v a S c r i p t 等 高 级 编 程 语 言 ， 还 需 要 了 解 H T T P 的 工 作 原 理 ， 如 何 运 行 U N I X 终 端 以 及 面 向 对 象 的 编 程 艺 术 。 您 很 难 有 效 地 预 览 到 未 来 的 职 业 全 景 ， 因 此 选 择 下 一 步 要 学 习 哪 些 知 识 是 困 难 的 。 我 没 有 快 速 学 习 的 能 力 ， 因 此 我 不 得 不 在 时 间 花 费 上 非 常 谨 慎 。 我 希 望 尽 可 能 地 学 习 到 有 持 久 生 命 力 的 技 能 ， 即 不 会 在 几 年 内 就 过 时 的 技 术 。 这 意 味 着 我 也 会 犹 豫 这 周 是 要 学 习 J a v a S c r i p t 框 架 还 是 那 些 新 的 编 程 语 言 。 只 要 占 主 导 地 位 的 计 算 模 型 体 系 不 变 ， 我 们 如 今 使 用 的 数 据 结 构 与 算 法 在 未 来 也 必 定 会 以 另 外 的 形 式 继 续 适 用 。 您 可 以 放 心 地 将 时 间 投 入 到 深 入 掌 握 数 据 结 构 与 算 法 知 识 中 ， 它 们 将 会 成 为 您 作 为 一 名 程 序 员 的 职 业 生 涯 中 一 笔 长 期 巨 大 的 财 富 。 v i a :   h t t p : / / w w w . h a p p y b e a r s o f t w a r e . c o m / h o w - l e a r n i n g - d a t a - s t r u c t u r e s - a n d - a l g o r i t h m s - m a k e s - y o u - a - b e t t e r - d e v e l o p e r 作 者 ： H a p p y   B e a r   译 者 ： i c y b r e a k e r   校 对 ： C a r o l i n e 本 文 由   L C T T   原 创 翻 译 ， L i n u x 中 国   荣 誉 推 出
阅 读 原 文
回复

举报

高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

Archiver| 手机版| 小黑屋|
Powered by Discuz! X3.4 Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud. 商业源码建议获取授权，如侵犯您的权益，请联系客服处理