hello-algo/zh-hant/docs/chapter_introduction/what_is_dsa.md
Yudong Jin abf1f115bf
Bug fixes and improvements (#1581)
* A bug fixes

* Sync zh and zh-hant versions.

* Fix a question in chapter_array_and_linkedlist/summary.md

* Optimize a definition in what_is_dsa.md

* Fix the Contributing guidelines for Chinese-to-English.

* Add a q&a in chapter_array_and_linkedlist/summary.md

* Sync zh and zh-hant versions.

* Update .gitignore

* Sync zh and zh-hant versions.
2024-12-04 17:58:28 +08:00

53 lines
3.1 KiB
Markdown
Raw Permalink Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

# 演算法是什麼
## 演算法定義
<u>演算法algorithm</u>是在有限時間內解決特定問題的一組指令或操作步驟,它具有以下特性。
- 問題是明確的,包含清晰的輸入和輸出定義。
- 具有可行性,能夠在有限步驟、時間和記憶體空間下完成。
- 各步驟都有確定的含義,在相同的輸入和執行條件下,輸出始終相同。
## 資料結構定義
<u>資料結構data structure</u>是組織和儲存資料的方式,涵蓋資料內容、資料之間關係和資料操作方法,它具有以下設計目標。
- 空間佔用儘量少,以節省計算機記憶體。
- 資料操作儘可能快速,涵蓋資料訪問、新增、刪除、更新等。
- 提供簡潔的資料表示和邏輯資訊,以便演算法高效執行。
**資料結構設計是一個充滿權衡的過程**。如果想在某方面取得提升,往往需要在另一方面作出妥協。下面舉兩個例子。
- 鏈結串列相較於陣列,在資料新增和刪除操作上更加便捷,但犧牲了資料訪問速度。
- 圖相較於鏈結串列,提供了更豐富的邏輯資訊,但需要佔用更大的記憶體空間。
## 資料結構與演算法的關係
如下圖所示,資料結構與演算法高度相關、緊密結合,具體表現在以下三個方面。
- 資料結構是演算法的基石。資料結構為演算法提供了結構化儲存的資料,以及操作資料的方法。
- 演算法為資料結構注入生命力。資料結構本身僅儲存資料資訊,結合演算法才能解決特定問題。
- 演算法通常可以基於不同的資料結構實現,但執行效率可能相差很大,選擇合適的資料結構是關鍵。
![資料結構與演算法的關係](what_is_dsa.assets/relationship_between_data_structure_and_algorithm.png)
資料結構與演算法猶如下圖所示的拼裝積木。一套積木,除了包含許多零件之外,還附有詳細的組裝說明書。我們按照說明書一步步操作,就能組裝出精美的積木模型。
![拼裝積木](what_is_dsa.assets/assembling_blocks.png)
兩者的詳細對應關係如下表所示。
<p align="center"><id> &nbsp; 將資料結構與演算法類比為拼裝積木 </p>
| 資料結構與演算法 | 拼裝積木 |
| -------------- | ---------------------------------------- |
| 輸入資料 | 未拼裝的積木 |
| 資料結構 | 積木組織形式,包括形狀、大小、連線方式等 |
| 演算法 | 把積木拼成目標形態的一系列操作步驟 |
| 輸出資料 | 積木模型 |
值得說明的是,資料結構與演算法是獨立於程式語言的。正因如此,本書得以提供基於多種程式語言的實現。
!!! tip "約定俗成的簡稱"
在實際討論時,我們通常會將“資料結構與演算法”簡稱為“演算法”。比如眾所周知的 LeetCode 演算法題目,實際上同時考查資料結構和演算法兩方面的知識。