程式設計師必須掌握的核心演算法有哪些?

originator發表於2020-02-29

由於我之前一直強調資料結構以及演算法學習的重要性,所以就有一些讀者經常問我,資料結構與演算法應該要學習到哪個程度呢?,說實話,這個問題我不知道要怎麼回答你,主要取決於你想學習到哪些程度,不過針對這個問題,我稍微總結一下我學過的演算法知識點,以及我覺得值得學習的演算法。這些演算法與資料結構的學習大多數是零散的,並沒有一本把他們全部覆蓋的書籍。下面是我覺得值得學習的一些演算法以及資料結構,當然,我也會整理一些看過不錯的文章給大家。大家也可以留言區補充。

一、演算法最最基礎

1、時間複雜度

2、空間複雜度

一般最先接觸的就是時間複雜度和空間複雜度的學習了,這兩個概念以及如何計算,是必須學的,也是必須最先學的,主要有最大複雜度、平均複雜度等,直接通過部落格搜尋學習即可。

二、基礎資料結構

1、線性表

  • 列表(必學)
  • 連結串列(必學)
  • 跳躍表(知道原理,應用,最後自己實現一遍)
  • 並查集(建議結合刷題學習)

不用說,連結串列、列表必須,不過重點是連結串列。

2、棧與佇列

  • 棧(必學)
  • 佇列(必學)
  • 優先佇列、堆(必學)
  • 多級反饋佇列(原理與應用)

特別是優先佇列,再刷題的時候,還是經常用到的,佇列與棧,是最基本的資料結構,必學。

3、雜湊表(必學)

  • 碰撞解決方法:開放定址法、鏈地址法、再次雜湊法、建立公共溢位區(必學)
  • 布隆過濾器(原理與應用)

4、樹

  • 二叉樹:各種遍歷(遞迴與非遞迴)(必學)
  • 哈夫曼樹與編碼(原理與應用)
  • AVL 樹(必學)
  • B 樹與 B+ 樹(原理與應用)
  • 字首樹(原理與應用)
  • 紅黑樹(原理與應用)
  • 線段樹(原理與應用)

樹相關是知識還是挺多的,建議看書,可以看《演算法第四版》。

5、陣列

  • 樹狀陣列
  • 矩陣(必學)
  • 樹狀陣列其實我也沒學過,,,,

三、各種常見演算法

1、十大排序演算法

  • 簡單排序:插入排序、選擇排序、氣泡排序(必學)
  • 分治排序:快速排序、歸併排序(必學,快速排序還要關注中軸的選取方式)
  • 分配排序:桶排序、基數排序
  • 樹狀排序:堆排序(必學)
  • 其他:計數排序(必學)、希爾排序

對於十大演算法的學習,假如你不大懂的話,那麼我還是挺推薦你去看書的,因為看了書,你可能不僅僅知道這個演算法怎麼寫,還能知道他是怎麼來的。推薦書籍是《演算法第四版》,這本書講的很詳細,而且配了很多圖演示,還是挺好懂的。

2、圖論演算法

  • 圖的表示:鄰接矩陣和鄰接表
  • 遍歷演算法:深度搜尋和廣度搜尋 (必學)
  • 最短路徑演算法:Floyd,Dijkstra(必學)
  • 最小生成樹演算法:Prim,Kruskal(必學)
  • 實際常用演算法:關鍵路徑、拓撲排序(原理與應用)
  • 二分圖匹配:配對、匈牙利演算法(原理與應用)
  • 擴充:中心性演算法、社群發現演算法(原理與應用)

圖還是比較難的,不過我覺得圖涉及到的挺多演算法都是挺實用的,例如最短路徑的計算等,圖相關的,我這裡還是建議看書的,可以看《演算法第四版》。

3、搜尋與回溯演算法

  • 貪心演算法(必學)
  • 啟發式搜尋演算法:A*尋路演算法(瞭解)
  • 地圖著色演算法、N 皇后問題、最優加工順序
  • 旅行商問題

這方面的只是都是一些演算法相關的,我覺得如果可以,都學一下。像貪心演算法的思想,就必須學的了。建議通過刷題來學習,leetcode 直接專題刷。

4、動態規劃

  • 樹形 DP:01 揹包問題
  • 線性 DP:最長公共子序列、最長公共子串
  • 區間 DP:矩陣最大值(和以及積)
  • 數位 DP:數字遊戲
  • 狀態壓縮 DP:旅行商

我覺得動態規劃是最難的一個演算法思想了,記得當初第一次接觸動態規劃的時候,是看 01 揹包問題的,看了好久都不大懂,懵懵懂懂,後面懂了基本思想,可是做題下不了手,但是看的懂答案。一氣之下,再 leetcdoe 專題連續刷了幾十道,才掌握了動態規劃的套路,也有了自己的一套模板。不過說實話,動態規劃,是考的真他媽多,學習演算法、刷題,一定要掌握。這裡建議先了解動態規劃是什麼,之後 leetcode 專題刷,反正就一般上面這幾種題型。後面有時間,我也寫一下我學到的套路,有點類似於我之前寫的遞迴那樣,算是一種經驗。也就是我做題時的模板,不過感覺得寫七八個小時,,,,,有時間就寫。

5、字元匹配演算法

  • 正規表示式
  • 模式匹配:KMP、Boyer-Moore

我寫過兩篇字串匹配的文章,感覺還不錯,看了這兩篇文章,我覺得你就差不多懂 kmp 和 Boyer-Moore 了。

6、流相關演算法

  • 最大流:最短增廣路、Dinic 演算法
  • 最大流最小割:最大收益問題、方格取數問題
  • 最小費用最大流:最小費用路、消遣

這方面的一些演算法,我也只瞭解過一些,感興趣的可以學習下。

總結

對於上面設計到的演算法,我都提供了感覺還不錯的文章,建議大家收藏,然後可以利用零碎的時間進行閱讀,有些人可能會覺得上面的演算法太多,說實話,我覺得不多,特別是對於在校生的,上面涉及到的演算法可以不用很懂,但至少得了解。至於書籍的話,如果你連基本資料結構都還不懂的,建議看《資料結構與演算法》相關書籍,例如《大話資料結構》、《資料結構與演算法分析》。如果你有一定的基礎,例如知道連結串列,棧,佇列,那麼可以看《演算法第四版》,不過這本書是用 Java 實現的,不過我覺得你只要學過 C,那麼可以看的懂。

這些演算法的學習,雖然你覺得學了沒有什麼用,但還是那些話,它對你的影響是潛意識的,它可以給你打下很深厚的基礎內功,如果你想走的更遠,那麼我推薦學習,標註必學的,那麼我覺得,你是真的需要抽時間來學習下,標註原理與應用的,代表你可以不知道怎麼用程式碼實現,但是必得知道它的實現原理以及應用,更多演算法的學習,可以持續關注我的微信公眾號勒。

作為一個非常注重計算機基礎以及演算法學習的程式設計師,一路自學走來,看過挺多不錯的優質書籍,在這裡推薦給大家,全都是自己看過滴。

最後,很多人問我都是怎麼學習的,那我乾脆就把我看過的優質書籍貢獻出來:

計算機基礎入門推薦:《程式是怎樣跑起來的》、《網路是怎樣連線的》、《計算機是怎樣工作的》

進一步認識計算機網路:《計算機網路:自頂向下》、《圖解 http》

資料結構 + 演算法入門:《資料結構與演算法分析:C 語言描述版》,《大話資料結構》、《阿哈演算法》

演算法進階:《演算法第四版》、《程式設計之美》、《程式設計珠璣》

由於我是 Java 技術棧的,順便推薦基本 Java 的書籍,從左到由的順序看到

Java:《Java 核心技術卷 1》、《程式設計思想》、《深入理解 Java 虛擬機器》、《Java 程式設計藝術》

資料庫:《mysql 必知必會》、《MySQL 技術內幕:InnoDB 儲存引擎》

就先介紹這麼多,這些都是最基礎最核心滴,希望對那些不知道看什書的同學有所幫助

原文連結:https://blog.csdn.net/m0_37907797/article/details/102661778

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