我是如何學習資料結構與演算法的?

帥地發表於2018-10-05

資料結構與演算法的地位對於一個程式設計師來說不言而喻。今天這篇文章不是來勸你們學習資料結構與演算法的,也不是來和你們說資料結構與演算法有多重要。
主要是最近幾天後臺有讀者問我是如何學習資料結構與演算法的,有沒有什麼捷徑,是要看視訊還是看書,去哪刷題等…..而且有些還是大三大四的,搞的我都替你們著急、擔心…..
所以我今天就分享下自己平時都是怎麼學習的。

學習演算法的捷徑就是多刷題

說實話,要說捷徑,我覺得就是腳踏實地著多動手去刷題,多刷題。
但是,如果你是小白,也就是說,你連常見的資料結構,如連結串列、樹以及常見的演算法思想,如遞迴、列舉、動態規劃這些都沒學過,那麼,我不建議你去刷題的。而是先去找本書先去學習這些,然後再去刷題。

也就是說,假如你要去諸如leetcode這些網站刷題,那麼,你要先具備一定的基礎,這些基礎包括:
1、常見資料結構:連結串列、樹(如二叉樹)。
2、常見演算法思想:貪婪法、分治法、窮舉法、動態規劃,回溯法。
以上列出來的算是最基本的吧。就是說你刷題之前,要把這些過一遍再去刷題。如果你連這些最基本的都不知道的話,那麼你再刷題的過程中,會很難受的,思路也會相對比較少。
總之,千萬不要急,先把這些基本的過一遍,力求理解,再去刷題。這些基礎的資料結構與演算法,我是在大一第二學期學的,我沒看視訊,我是通過看書學的,那時候看的書是:
1、演算法分析與分析基礎:這本比較簡單,推薦新手看。
2、資料結構與演算法分析—-C語言描述:程式碼用C寫的,推薦看。
3、挑戰程式設計競賽(第二版):也是很不錯的一本書,推薦看。
具體可以看我的另外一篇文章,裡面是介紹這幾本書的:
演算法與資料結構書籍與視訊福利

說實話,我那一學期的時間幾乎都花在資料結構與演算法上,但刷的題很少,只是書本上的一些例題。所以當我把這些基本的過一遍之後,再去一些網站刷題依舊非常菜。
所以你們千萬別指望以為自己把這些思想學完之後刷題會很牛,只有多刷題,只有多動手實踐,你的靈敏度才會提高起來。
在這裡說一下前陣子有個非常火爆的專欄—-【資料結構與演算法之美】

我沒買這個專欄,我想說的是,買了就一定要去看,千萬別浪費。也千萬不要覺得學完這個專欄你就會變的多牛逼,如果你只是跟著進度去學習這個專欄,自己沒有花時間去刷題、去動手時間。那我可以保證,你學完之後還是那麼菜。
總結下:
提高資料結構與演算法沒啥捷徑,最好的捷徑就是多刷題。但是,刷題的前提是你要先學會一些基本的資料結構與演算法思想。

追求完美

如何刷題?如何對待一道演算法題?
我覺得,在做題的時候,一定要追求完美,千萬不要把一道題做出來之後,提交通過,然後就趕緊下一道。
演算法能力的提升和做題的數量是有一定的關係,但並不是線性關係。也就是說,在做題的時候,要力求一題多解,如果自己實在想不出來其他辦法了,可以去看看別人是怎麼做的,千萬不要覺得模仿別人的做法是件丟人的事。
我做題的時候,我一看到一道題,可能第一想法就是用很粗糙的方式做,因為很多題採用暴力法都會很容易做,就是時間複雜度很高。之後,我就會慢慢思考,看看有沒其他方法來降低時間複雜度或空間複雜度。最後,我會去看一下別人的做法,當然,並不是每道題都會這樣執行。
衡量一道演算法題的好壞無非就是時間複雜度空間複雜度,所以我們要力求完美,就要把這兩個降到最低,令他們相輔相成。
我舉道例題吧:
問題: 一隻青蛙一次可以跳上1級臺階,也可以跳上2級。求該青蛙跳上一個n級的臺階總共有多少種跳法?
這道題我在以前的分章分析過,不懂的可以先看下之前寫的:遞迴與動態規劃—-基礎篇1

方法1::暴力遞迴
這道題不難,或許你會採取下面的做法:

public static int solve(int n){
    if(n == 1 || n == 2){
        return n;
    }else if(n <= 0){
        return 0;
    }else{
        return solve(n-1) + solve(n-2);
    }
}

這種做法的時間複雜度很高,指數級別了。但是如果你提交之後僥倖通過了,然後你就接著下一道題了,那麼你就要好好想想了。
方法二:空間換時間
力求完美,我們可以考慮用空間換時間:這道題如何你去仔細想一想,會發現有很多是重複執行了。所以可以採取下面的方法:

//用一個HashMap來儲存已經計算過的狀態
static Map<Integer,Integer> map = new HashMap();
public static int solve(int n){
    if(n <= 0)return 0;
    else if(n <= 2){
        return n;
    }else{//是否計算過
        if(map.containsKey(n)){
            return map.get(n);
        }else{
            int m = solve(n-1) + solve(n-2);
            map.put(n, m);
            return m;
        }
    }
}

這樣,可以大大縮短時間。也就是說,當一道題你做了之後,發現時間複雜度很高,那麼可以考慮下,是否有更好的方法,是否可以用空間換時間。

方法三:斐波那契數列
實際上,我們可以把空間複雜度弄的更小,不需要HashMap來儲存狀態:

public static int solve(int n){
    if(n <= 0)
       return 0;
    if(n <= 2){
        return n;
    }

    int f1 = 0;
    int f2 = 1;
    int sum = 0;
    for(int i = 1; i<= n; i++){
        sum = f1 + f2;
        f1 = f2;
        f2 = sum;
    }
    return sum;
}

我弄這道題給你們看,並不是在教你們這道題怎麼做,而是有以下目的:
1、在刷題的時候,我們要力求完美。
2、我想不到這些方法啊,怎麼辦?那麼你就可以去看別人的做法,之後,遇到類似的題,你就會更有思路,更知道往哪個方向想。
3、可以從簡單暴力入手做一道題,在考慮空間與時間之間的衡量,一點點去優化。

推薦一些刷題網站

我一般是在leetcode和牛客網刷題,感覺挺不錯,題目難度不是很大。
在牛客網那裡,我主要刷劍指Offer,不過那裡也有個線上刷leetcode,不過裡面的題量比較少。牛客網刷題有個非常方便的地方就是有個討論區,那裡會有很多大佬分享他們的解題方法,不用我們去百度找題解。所以你做完後,實在想不出,可以很方便著去看別人是怎麼做的。
至於leetcode,也是大部分題目官方都有給出答案,也是個不錯的刷題網站。你們可以兩個挑選一個,或者兩個都刷。
當然,還有其他刷題的網站,不過,其他網站沒刷過,不大清除如何。

再說資料結構

前面我主要是說了我平時都是怎麼學習演算法的。在資料結構方法,我只是列舉了你們一定要學習連結串列樹(二叉堆),但這是最基本的,刷題之前要掌握的,對於資料結構,我列舉下一些比較重要的:
1、連結串列(如單向連結串列、雙向連結串列)。
2、樹(如二叉樹、平衡樹、紅黑樹)。
3、圖(如最短路徑的幾種演算法)。
4、佇列、棧、矩陣。
對於這些,自己一定要動手實現一遍。你可以看書,也可以看視訊,新手可以先看視訊,不過前期可以看視訊,之後我建議是一定要看書。
視訊和書我以前有推薦過:
演算法與資料結構書籍與視訊福利
例如對於平衡樹,可能你跟著書本的程式碼實現之後,過陣子你就忘記,不過這不要緊,雖然你忘記了,但是如果你之前用程式碼實現過,理解過,那麼當你再次看到的時候,會很快就記起來,很快就知道思路,而且你的抽象能力等等會在不知不覺中提升起來。之後再學習紅黑樹啊,什麼資料結構啊,都會學的很快。

最最重要

動手去做,動手去做,動手去做。重要的話說三遍。
千萬不要找了一堆資源,訂好了學習計劃,我要留到某某天就來去做…..
千萬不要這樣,而是當你激情來的時候,就馬上去幹,千萬不要留到某個放假日啊什麼鬼了,很多這種想法的人,最後會啥也沒做的。
也不要覺得要學習的有好多啊,不知道從哪學習起。我上面說了,可以先學習最基本的,然後刷題,刷題是一個需要長期堅持的事情,一年,兩年。在刷題的過程中,可以穿插和學習其他資料結構。

最後

今天就說這麼多,以上主要是我自己的學習方法,希望對你有所幫助。
對了,我很久之前就建過一個交流群,不過該群還是挺安靜的,我也很少提到,如果你想加入,公眾號右下方有加入方式。你有什麼問題,可以在群裡提問,我看到的話,會盡量解答。
最後說下我這個公眾號(苦逼的碼農),我主要寫【計算機網路】、【資料結構與演算法】、【Java】。一般90%都會是原創的,偶爾有些轉載的文章,只會比我自己寫的文章更好。
一般我會一陣子更新這個模組、一陣子更新另一個模組的方式來寫文章。
如果你覺得有幫助,可以分享給更多的朋友哦,這便是對我最大的支援 。

本公眾號(苦逼的碼農)專注於寫【Java】、【計算機網路】、【資料結構與演算法】,期待你加入交流。

相關文章