算法是计算机处理信息的本质,因为计算机程序本质上是一个算法来告诉计算机确切的步骤来执行一个指定的任务。一般地,当算法在处理信息时,会从输入设备或数据的存储地址读取数据,把结果写入输出设备或某个存储地址供以后再调用。 算法是独立存在的一种解决问题的方法和思想。对于算法而言,实现的语言并不重要,重要的是思想。
算法的五大特性
输入: 算法具有0个或多个输入输出: 算法至少有1个或多个输出有穷性: 算法在有限的步骤之后会自动结束而不会无限循环,并且每一个步骤可以在可接受的时间内完成确定性:算法中的每一步都有确定的含义,不会出现二义性可行性:算法的每一步都是可行的,也就是说每一步都能够执行有限的次数完成时间复杂度与“大O记法”
对于不同的机器环境而言,确切的单位时间是不同的,但是对于算法进行多少个基本操作(即花费多少时间单位)在规模数量级上却是相同的,由此可以忽略机器环境的影响而客观的反应算法的时间效率。 “大O记法”:对于单调的整数函数f,如果存在一个整数函数g和实常数c>0,使得对于充分大的n总有f(n)<=c*g(n),就说函数g是f的一个渐近函数(忽略常数),记为f(n)=O(g(n))。也就是说,在趋向无穷的极限意义下,函数f的增长速度受到函数g的约束,亦即函数f与函数g的特征相似。
时间复杂度的几条基本计算规则
基本操作,即只有常数项,认为其时间复杂度为O(1)顺序结构,时间复杂度按加法进行计算循环结构,时间复杂度按乘法进行计算分支结构,时间复杂度取最大值判断一个算法的效率时,往往只需要关注操作数量的最高次项,其它次要项和常数项可以忽略在没有特殊说明时,我们所分析的算法的时间复杂度都是指最坏时间复杂度数据与数据结构 数据是一个抽象的概念,将其进行分类后得到程序设计语言中的基本类型。如:int,float,char等。数据元素之间不是独立的,存在特定的关系,这些关系便是结构。数据结构指数据对象中数据元素之间的关系。
Python给我们提供了很多现成的数据结构类型,这些系统自己定义好的,不需要我们自己去定义的数据结构叫做Python的内置数据结构,比如列表、元组、字典。而有些数据组织方式,Python系统里面没有直接定义,需要我们自己去定义实现这些数据的组织方式,这些数据组织方式称之为Python的扩展数据结构,比如栈,队列等。
算法与数据结构的区别
数据结构只是静态的描述了数据元素之间的关系。
高效的程序需要在数据结构的基础上设计和选择算法。
程序 = 数据结构 + 算法
总结:算法是为了解决实际问题而设计的,数据结构是算法需要处理的问题载体