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程序员必须掌握哪些算法?

编辑:011     时间:2021-09-02
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无所不能的强大程序员
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上大学的时候,老师一直跟我们强调:“算法才是编程的灵魂”,由此可见算法到底有多重要,那么程序员应该要掌握哪些算法呢?

为了让大家有一个清晰的认识,我画了一张脑图,罗列出了个人觉得比较重要的且需要掌握的算法和数据结构,同时还整理对应的学习文章和书籍分享给大家,如果看完觉得有用的话记得双击点个赞哦,下面开始上干货:


1、数据结构

数据结构研究的内容就是如何按一定的逻辑结构,把数据组织起来,一般学习算法都是先从数据结构开始学习,先根据实际问题确定数据结构,然后在数据结构的基础上进行算法设计。

常见的数据结构有:

  • 栈(Stack):栈是一种特殊的线性表,它只能在一个表的一个固定端进行数据结点的插入和删除操作。
  • 队列(Queue):队列和栈类似,也是一种特殊的线性表。和栈不同的是,队列只允许在表的一端进行插入操作,而在另一端进行删除操作。
  • 数组(Array):数组是一种聚合数据类型,它是将具有相同类型的若干变量有序地组织在一起的集合。
  • 链表(Linked List):链表是一种数据元素按照链式存储结构进行存储的数据结构,这种存储结构具有在物理上存在非连续的特点。
  • 树(Tree):树是典型的非线性结构,它是包括,2 个结点的有穷集合 K。
  • 图(Graph):图是另一种非线性数据结构。在图结构中,数据结点一般称为顶点,而边是顶点的有序偶对。
  • 堆(Heap):堆是一种特殊的树形数据结构,一般讨论的堆都是二叉堆。
  • 散列表(Hash table):散列表源自于散列函数(Hash function),其思想是如果在结构中存在关键字和T相等的记录,那么必定在F(T)的存储位置可以找到该记录,这样就可以不用进行比较操作而直接取得所查记录。

2、常用基础算法

常用的基础算法包括:分治算法、贪心算法、动态规划算法、二分查找算法和分支界限算法等,下面列举每个算法的详细教程:

五大常用算法之:分治算法

五大常用算法之:贪心算法

五大常用算法之:动态规划算法

五大常用算法之:二分查找算法

五大常用算法之:分支限界法

3、排序算法

排序算法最经典的莫过于八大排序算法了,分别是:插入排序、冒泡排序、选择排序、希尔排序、堆排序、归并排序、快速排序、桶式排序。

排序算法很重要,考试和面试都会考察,而且是必考,我把八大排序算法的原理和代码都整理出来了,看下面这篇文章就够:

4、搜索算法

搜索算法是利用计算机的高性能来有目的的穷举一个问题解空间的部分或所有的可能情况,从而求出问题解的一种方法。 现阶段常用的搜索算法有:枚举算法、深度优先搜索、广度优先搜索、剪枝算法、回溯算法等,以下是详细教程:

搜索算法之:枚举算法

DFS(深度优先搜索)和BFS(广度优先搜索)

搜索算法之:剪枝算法

搜索算法之:回溯算法

5、树与图

树与图相关是知识还是挺多的,而且很重要,想全面了解可以看书,推荐看《图解算法》,后面有下载链接。下面也整理了一些相关文章:

数据结构与算法——图最短路径

数据结构与算法:三十张图弄懂「图的两种遍历方式」

数据结构与算法——最小生成树

几道和「二叉树」有关的算法面试题

关键路径算法详解

大话数据结构-多路查找树(B树)_小地盘的诺克萨斯-CSDN博客_多路查找树

6、优秀的算法书

在这里我也整理了一份由易到难的算法学习书单(附下载链接),希望能对大家在学习算法和找工作有所帮助!

1、《我的第一本算法书》

这本书是京都大学一个计算机教授和朋友联合出品的动画讲解算法的App 所衍生出来的书籍,非常适合新手朋友们。里面没有枯燥的理论和复杂的公式,而是通过大量的步骤图帮助读者加深对数据结构原理和算法执行过程的理解,便于学习和记忆。将本书作为算法入门的第一步,是非常不错的选择。



2、《趣学算法》

本书从算法之美娓娓道来,没有高深的原理,也没有枯燥的公式,通过趣味故事引出算法问题,包含50多个实例及完美图解,结合学生提问,分析算法本质,并给出代码实现的详细过程和运行结果。本书可作为程序员的学习用书,也适合从未有过编程经验但又对算法有强烈兴趣的初学者使用,同时也可作为高等院校计算机、数学及相关专业的师生用书和培训学校的教材。



3、《啊哈!算法》

《啊哈!算法》一切以实际应用为出发点,通过幽默的语言配以可爱的插图来讲解算法。其中涉及的数据结构有栈、队列、链表、树、并查集、堆和图等;涉及的算法有排序、枚举、深度和广度优先搜索、图的遍历,当然还有图论中不可以缺少的四种最短路径算法、两种最小生成树算法、割点与割边算法、二分图的最大匹配算法等。



4、《图解算法》

这是一本像小说一样有趣的算法入门书,示例丰富,图文并茂,以让人容易理解的方式阐释了算法,旨在帮助程序员在日常项目中更好地发挥算法的能量。书中的前三章将帮助你打下基础,带你学习二分查找、大O表示法、两种基本的数据结构以及递归等。余下的篇幅将主要介绍应用广泛的算法。



5、《剑指offer》

这本书大家一定如雷贯耳吧,基本上只要你是程序员就一定会用到这本书,书里面剖析了50个典型的程序员面试题,从基础知识、代码质量、解题思路、优化效率和综合能力五个方面系统整理了影响面试的5个要点,是程序员找工作必备的一本算法书。



6、《算法导论

这本书真的称得上是算法领域的“圣书”了,如果把它从头到尾看完并且搞明白了,那么恭喜你,年入百万不是梦!



最后

学习算法的过程,是非常好的训练机器程序思维的过程,所以,千万不要被动地记忆,要多辩证地思考,而且一定一定要在看懂之后自己用自己喜欢的编程语言实现一遍,一定要亲自实现一遍呀!!!这一点太重要了。
如果你一直这么坚持做,你会发现,你的编程水平会越来越高,写的代码会越来越艺术,你会不由自主地考虑到很多性能方面的事情,时间复杂度、空间复杂度非常高的垃圾代码出现的次数也就会越来越少。

加油!!!

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