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五分钟学编程:怎么学数据结构

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本文首发于微信公众号【程序员黄小斜】

本文作者:黄小斜

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简介

学习编程,数据结构是你必须要掌握的基础知识,那么数据结构到底是什么呢?

根据百度百科的介绍,数据结构是计算机存储、组织数据的方式。数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下,精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。

听听这是人话么,我帮你们翻译一下,其实数据结构就是用来描述计算机里存储数据的一种数学模型,因为计算机里要存储很多乱七八糟的数据,所以也需要不同的数据结构来描述。

本文思维导图

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为什么要学数据结构

了解了基本概念之后,接下来我们再来看看,为什么我们要学习数据结构呢?

在许多类型的程序的设计中,数据结构的选择是一个基本的设计考虑因素。许多大型系统的构造经验表明,系统实现的困难程度和系统构造的质量都严重的依赖于是否选择了最优的数据结构。

许多时候,确定了数据结构后,算法就容易得到了。有些时候事情也会反过来,我们根据特定算法来选择数据结构与之适应。不论哪种情况,选择合适的数据结构都是非常重要的。

选择了数据结构,算法也随之确定,是数据而不是算法是系统构造的关键因素。这种洞见导致了许多种软件设计方法和程序设计语言的出现,面向对象的程序设计语言就是其中之一。

也就是说,选定数据结构往往是解决问题的核心,比如我们做一道算法题,往往就要先确定数据结构,再根据这个数据结构去思考怎么解题。

如果没有数据结构的基础知识,也就没有谈算法的意义了,很多时候即使你会使用一些封装好的编程api,但你却不知道其背后的实现原理,比如hashmap,linkedlist这些Java里的集合类,实际上都是JDK封装好的基础数据结构。

如何学习数据结构

第一次接触

我第一次接触数据结构这门课还是4年前,那这时候我在准备考研,专业课考的就是数据结构与算法,作为一个非科班的小白,对这个东西可以说是一窍不通。

这个时候的我只有一点点c语言的基础,基本上可以忽略不计,所以小白同学也可以按照这个思路进行学习。

数据结构基本上是考研的必考科目,所以我一开始使用的是考研的复习书籍,《天勤数据结构》和《王道数据结构》这两个家的书都是专门为计算机考研服务的,可以直接百度,这两本书对于我这种小白来说居然都是可以看懂的,所以,用来入门也是ok的。

入门学习阶段

最早的时候我并没有直接看书,而是先打算先看视频,因为视频更好理解呀,找视频的办法就是百度,于是当时找到的最好资源就是《郝斌的数据结构》这个视频应该是很早之前录制的了,但是对于小白来说是够用的,特别基础,讲的很仔细。

从最开始的数组、线性表,再讲到栈和队列,以及后面更复杂的二叉树、图、哈希表,大概有几十个视频,那个时候正值暑假,我按照每天一个视频的进度看完了,看的时候还得时不时地实践一下,更有助于理解。

看完了这个系列的视频之后,我又转战开始啃书了,视频里讲的都是数据结构的基础,而书上除了基础之外,还有一些算法题目,比如你学完了线性表和链表之后,书上就会有相关的算法题,比如数组的元素置换,链表的逆置等等,这些在日后看来很容易的题目,当时把我难哭了。

好在大部分题目是有讲解的,看完讲解之后还能安抚一下我受伤的心灵。

记住这本书,我在考研之前翻了至少有三四遍。

强化学习阶段

完成了第一波视频+书籍的学习之后,我们应该已经对数据结构有了初步的了解了,对一些简单的数据结构算法也应该有所了解了,比如栈的入栈和出栈,队列的进队和出队,二叉树的先序遍历和后续遍历、层次遍历,图的最短路径算法,深度优先遍历等等。

有了一定的基础之后,我们需要对哪方面进行强化学习呢?

那就要看你学习数据结构的目的是什么了,比如你学习数据结构是为了能做算法题,那么接下来你应该重点去学习算法方面的知识,后续我们也将有一篇新的文章来讲怎么学习算法,敬请期待。

当然,我当时主要是复习考研,所以还是针对专业课的历年真题来复习,像我们的卷子中就考察了很多关于哈希表、最短路径算法、KMP算法、赫夫曼算法以及最短路径算法的应用。

对于考卷上的一些知识点,我觉得掌握的并不是很好,于是又买了《王道数据结构》以及一些并没有什么卵用的书回来看,再次强化了基础。

并且,由于我们的复试通常会考察一些比较经典的算法问题,所以我又花了很多时间去学习这些算法题,这些题目并非数据结构的基础算法,所以在之前的书和视频中可能找不到答案。

于是我又在网上搜到了另一个系列视频《小甲鱼的数据结构视频》里面除了讲解数据结构之外,还讲解了更多经典的算法题,比如八皇后问题,汉诺塔问题,马踏棋盘,旅行商问题等,这些问题对于新手来说真的是很头大的,使用视频学习确实效果更佳。

实践阶段

纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。

众所周知,算法题和数学题一样,需要多加练习,而且考研的时候必须要手写算法,于是我就经常在纸上写(抄)算法,你还别说,就算是抄,多抄几次也有助于理解。

很多基础的算法,比如层次遍历,深度优先遍历和广度优先遍历,多写几遍更有助理解,再比如稍微复杂一点的迪杰斯特拉算法,不多写几遍你可真记不住。

除了在纸上写之外,更好的办法自然是在电脑上敲了,写Java的使用Java写,写C++ 的用C++ 写,总之用自己擅长的语言实现就好,尴尬的是我当时只会c,所以就只好老老实实地用devc++写简单的c语言程序了。

至此,我们也算是学会了数据结构的基础知识了,至少知道每个数据结构的特性,会写常见的数据结构算法,甚至偶尔还能掏出一个八皇后出来。

推荐资源

书籍

《天勤数据结构》

《王道数据结构》

如果你要考研的话,这两本书可不要错过

严蔚敏《数据结构C语言版》

这本书是大学本科计算机专业常用的教科书,年代久远,可以看看,官方也有配套的教学视频

《大话数据结构》

官方教材大家都懂的,比较不接地气,这本书对于很多新手来说是更适合入门的书籍。

《数据结构与算法Java版》

如果你是学Java的,想有一本Java语言描述的数据结构书籍,可以试试这本,但是这本书显然比较复杂,不适合入门使用。

视频

《郝斌数据结构》

这个视频上文有提到过,年代比较久远,但是入门足够了。

《小甲鱼数据结构与算法》

这个视频比较新,更加全面,有很多关于经典算法的教程,作者也入驻了B站,有兴趣也可以到B站看他的视频。

总结

关于数据结构的学习,我们就讲到这里了,如果还有什么疑问也可以到我公众号里找我探讨,虽然我们提到了算法,但是这里只关注一些基础的数据结构算法,后续会有关于“怎么学算法“的文章推出,敬请期待。

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  • 数据结构学习

    很久没有更新公众号了,为了后面的学习,最近一直在补基础,用了一个比较好的方法,用c把常见的几个数据结构都实现了一遍,两个方面都能同时得到锻炼。

    信安本原

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