- Ymmärtämällä, mitä tietorakenteet ja algoritmit ovat ja miten ne yhdistyvät, voit kirjoittaa tehokkaampia ja skaalautuvampia ohjelmia.
- Taulukoiden, pinojen, jonojen, linkitettyjen listojen, puiden, graafien, yrityslaskennan (try) ja hajautustaulukoiden hallinta on olennaista ammattimaisessa ohjelmoinnissa ja teknisissä haastatteluissa.
- Oikean tietorakenteen ja sopivan algoritmin valinta vaikuttaa suoraan ohjelmiston suorituskykyyn, muistin käyttöön ja ylläpidettävyyteen.
- Progressiivinen oppiminen, hyvällä teoreettisella pohjalla ja runsaalla ohjatulla harjoittelulla, on tehokkain tapa vahvistaa näitä käsitteitä.
Algoritmit ja tietorakenteet Ne ovat kaksi palasta, jotka sopivat yhteen kuin palapeli: toinen hahmottelee ongelman ratkaisumenettelyn ja toinen määrittää, mihin ja miten tiedot tallennetaan. Vaikka se saattaa kuulostaa akateemiselta, tämän parin hallitseminen erottaa pelkästään toimivan koodin koodista, joka lentää ja skaalautuu rikkoutumatta.
Jos haluat jatkaa ammattimaista ohjelmointia, valmistautua teknisiin haastatteluihin tai yksinkertaisesti lopettaa LeetCoden ja Codewarsin kaltaisten harjoitusten kanssa kamppailun, tarvitset vankan perustan… tietorakenteet ja algoritmitTässä artikkelissa näet, mitä ne ovat, miksi ne ovat niin tärkeitä, mitä päätyyppejä on olemassa, mitä perustoimintoja ne suorittavat ja mitä kysymyksiä yleensä esiintyy kokeissa ja valintaprosesseissa.
Mitä ovat tietorakenteet ja algoritmit?
tietorakenne Se on pohjimmiltaan tietty tapa järjestää ja tallentaa tietoa muistiin, jotta sitä voidaan käsitellä tehokkaasti. Tämä organisointi ei ole satunnainen: se määrittää suoraan, mitkä toiminnot ovat nopeita ja mitkä kalliita (lisääminen, etsiminen, poistaminen, läpikäyminen jne.).
Kun valitset oikean tietorakenteen, ohjelmasi pystyy hallitsemaan suuria tietomääriä ilman hikoilua; huonosti valittuna pienikin sovellus voi hidastua, kuluttaa liikaa muistia tai sen ylläpito voi muuttua ajan myötä mahdottomaksi.
Algoritmi Se on äärellinen ja järjestetty sarja hyvin määriteltyjä vaiheita, jotka muuntaa syötteet tuotoksiksi tietyn ongelman ratkaisemiseksi. Se on kuin ruoanlaitto-ohje: se kertoo mitä tehdä, missä järjestyksessä ja millä ehdoilla, mutta se ei välitä siitä, miten säilytät ainekset jääkaapissa, mikä olisi tietorakenneosa.
Tietojenkäsittelytieteessä jokainen algoritmi suunnitellaan ottaen huomioon sen datatyypin, jonka kanssa se työskentelee. Tietorakenteen valinta ei ole mikään pikkujuttu: Rakenne ja algoritmi kulkevat käsi kädessäJa pienet muutokset jommassakummassa osassa voivat joko parantaa tai heikentää suorituskykyä.
Teoreettisesta näkökulmasta ajatusta popularisoivat sellaiset kirjailijat kuin Niklaus Wirth jo 70-luvulla, että algoritmit + tietorakenteet = ohjelmatVuosikymmeniä myöhemmin se on edelleen yhtä totta: ohjelmoitpa sitten Javalla, Pythonilla, C++:lla tai bootcampilla, sinulta vaaditaan haastatteluissa ja vakavissa projekteissa kykyä valita ja yhdistää molemmat elementit hyvin.
Miksi ne ovat niin tärkeitä ohjelmoinnissa?
Missä tahansa tosielämän sovelluksessa, olipa se kuinka yksinkertaiselta tahansa, työskentelet aina datan kanssa: palkat, tuotteet, käyttäjät, tapahtumat, reitit, dokumentitLokitietueet jne. Kysymys ei ole siitä, aiotko käsitellä dataa, vaan siitä, miten aiot järjestää sen niin, että koodisi on nopeaa, selkeää ja helppohoitoista.
Tietorakenteita käytetään tiedon tallentamiseen järjestelmällisesti ja johdonmukaisesti ongelman mukaan. Se ei ole sama Koska on aina päästävä ensimmäiseen elementtiin, haettava avaimen perusteella, selattava järjestyksessä, lisättävä keskelle tai poistettava usein, jokainen käyttötapa sopii paremmin eri rakenteeseen.
Algoritmit puolestaan mahdollistavat käsittelee tiedot tehokkaasti: lajittele ne, suodata ne, etsi elementtejä, löydä optimaaliset reitit, havaitse kaavoja tiedon louhinta, optimoida resursseja jne. Monet vaikeilta vaikuttavat ongelmat muuttuvat triviaaleiksi, kun löydät oikean algoritmin ja tietorakenteen yhdistelmän.
Ohjelmistokehityksen teknisissä haastatteluissa on harvinaista, että kysytään kysymystä, joka ei suoraan käsittele näitä aiheita. Joskus kysymyksessä mainitaan nimenomaisesti rakenne, kuten "annetaan binääripuu…", ja toisinaan se on implisiittinen: "haluamme laskea, kuinka monta kirjaa kullakin tekijällä on", mikä viittaa siihen, että käytetään hajautustaulukko tai avain-arvo-kartta.
Lisäksi muodollinen ja ammatillinen koulutus keskittyy usein tähän alueeseen. Monet yliopistot ja korkeakoulutusohjelmat sisältävät aiheen... Tietorakenteet ja algoritmit, virallisella ohjelmalla, esitietovaatimuksilla, teoria- ja harjoitusjaksoilla, tenteillä ja tehtävillä, koska sitä pidetään ydinaineena mille tahansa ohjelmistokehittäjälle.
Edellytykset ja tarvittavat perusteet
Jotta saisit kaiken irti tietorakenteiden ja algoritmien opiskelusta, on hyödyllistä tuntea jonkin yleiskäyttöisen ohjelmointikielen, kuten Java, Python tai C++Sinun ei tarvitse olla guru, mutta sinun on hallittava peruskäsitteet, kuten muuttujat, tietotyypit, ehdolliset lauseet, silmukat, funktiot ja parametrien välitys.
Se auttaa myös paljon ymmärtämään ajatuksen algoritminen monimutkaisuus ja Big O -merkintätapa: miten suoritusaika tai muistin käyttö kasvaa datan koon (n) kasvaessa. Kun osaat erottaa toisistaan O(1), O(log n), O(n), O(n log n) ja O(n²), voit vertailla vaihtoehtoja järkevästi ja perustella päätöksesi.
Toinen tärkeä näkökohta on se, että olen riidellyt jonkin verran vianmääritysStrukturoituja ohjelmointiharjoituksia, pieniä logiikkahaasteita, yksinkertaisia kata-harjoituksia jne. Mitä enemmän harjoittelet "nenääsi" ongelman jakamiseen vaiheisiin, sitä helpompi on nähdä, mikä tietorakenne sopii kuhunkin tapaukseen.
Joissakin opetussuunnitelmissa mainitaan nimenomaisesti edellytykset tai rinnakkaiset edellytykset Tietorakenteet ja algoritmit -kurssille vaaditaan Ohjelmoinnin perusteet, Ohjelmointi I tai Diskreetti matematiikka. Tämä on järkevää: ilman vankkaa perustaa ohjelmoinnin perusteissa ja jonkin verran logiikkaa on helppo turhautua tähän aiheeseen.
Lopuksi, jonkin verran perehtyneisyyttä tosielämän käytännön ympäristöissä (kuten pienet verkkoprojektit, skriptit tai konsolisovellukset) auttavat sinua visualisoimaan paremmin, mihin aiot käyttää kutakin rakennetta, sen sijaan, että näkisit sen pelkästään akateemisena asiana.
Yleisimmin käytetyt tietorakenteet
Tietojenkäsittelytieteessä on monia tietorakenteitaOn kuitenkin olemassa joukko "perusfunktioita", joita toistetaan yhä uudelleen: taulukot (vektorit), pinot, jonot, linkitetyt listat, puut, graafit, yritykset ja hajautustaulukot. Niiden toiminnan, tarjoamien operaatioiden ja tyypillisten kustannusten ymmärtäminen on avainasemassa ohjelmoinnin sujuvassa etenemisessä.
Nyt olemme menossa tarkista jokainen, pääajatuksineen, tyypillisine operaatioineen ja esimerkkeineen ongelmista, joita yleensä esiintyy kehittäjien kursseilla, harjoituksissa ja työhaastatteluissa.
Taulukot
Taulukko Se on yksinkertaisin lineaarinen tietorakenne ja yksi laajimmin käytetyistä. Se koostuu yhtenäisestä muistilohkosta, joka tallentaa kokoelman saman tyyppisiä elementtejä, joihin pääsee käsiksi kokonaislukuindeksin avulla, yleensä alkaen nollasta.
Kuvittele 4-kokoinen taulukko, joka sisältää arvot 1, 2, 3 ja 4. Jokaisella positiolla on indeksi (0, 1, 2, 3) ja voit käyttää suoraan mitä tahansa elementtiä sen indeksin avulla vakioajassa O(1). Tämä tekee taulukoista erittäin tehokkaita satunnaiseen lukemiseen.
On olemassa kaksi pääluokkaa: yksiulotteiset taulukot (yksi rivi elementtejä) ja moniulotteisia taulukoita (esimerkiksi matriisit, jotka ovat taulukoiden taulukoita). Monet ohjelmointikielet tarjoavat molemmat variantit natiivisti tai pienin eroin syntaksissa ja suorituskyvyssä.
Taulukon perusoperaatiot ovat yleensä:
- Lisää: elementin sijoittaminen tiettyyn paikkaan, mikä staattisissa taulukoissa voi sisältää muiden elementtien siirtämisen.
- Saada: käytetään elementtiä tietyllä indeksillä, tyypillisesti O(1).
- Poistaa: poista tai merkitse tyhjäksi elementti tietyssä kohdassa, yleensä siirtämällä elementtejä vasemmalle.
- Koko: tarkista tallennettujen elementtien määrä tai taulukon enimmäiskapasiteetti.
Haastatteluissa ja kokeissa tällaiset harjoitukset ovat hyvin yleisiä. etsi taulukon toinen minimiarvoEnsimmäisen ei-toistuvan kokonaisluvun löytäminen, kahden jo lajitellun taulukon yhdistäminen tai positiivisten ja negatiivisten lukujen järjestäminen uudelleen tiettyjä ominaisuuksia säilyttäen. Kaikki tämä perustuu indeksien käyttöön ja lineaariseen tai kaksoisläpikulkuun.
Pinot
Akku Se on lineaarinen tietorakenne, joka noudattaa LIFO-periaatetta: Viimeisenä sisään, ensimmäisenä ulos. Kuvittele pino kirjoja päällekkäin: voit ottaa tai laittaa kirjoja vain päällimmäisiltä.
Tämä käytös tarkoittaa, että Käytämme vain pinon päällimmäisenä olevaa elementtiäEmme voi poistaa keskimmäistä elementtiä poistamatta ensin sen yläpuolella olevia elementtejä. Tämä tekee siitä ihanteellisen rakenteen toimintohistorian (kumoa), sisäkkäisten funktiokutsujen, navigoinnin (taaksepäin/eteenpäin) jne. mallintamiseen.
Tyypillisiä pinoamisoperaatioita ovat:
- Työnnä: lisää uusi kohde yläreunaan.
- pop: poimii ja palauttaa ylimmän elementin, mikä pienentää pinon kokoa.
- Ylös tai kurkista: katso ylintä elementtiä poistamatta sitä.
- on tyhjä: tarkista, onko akku tyhjä.
Haastattelujen yhteydessä havaitaan seuraavanlaisia ongelmia: laske lausekkeet postfix-merkinnässä (RPN), elementtien lajittelu käyttämällä vain pinoja tai tarkistamalla, onko sulkeista (ja muista symboleista) koostuva merkkijono tasapainotettu oikein, käyttämällä push- ja pop-komentoja.
Käytännössä monet kielten sisäiset toteutukset (esimerkiksi järjestelmäkutsupino) toimivat samojen periaatteiden mukaisesti, vaikka emme näe niitä suoraan.
Jonot
Häntä Se on toinen lineaarinen tietorakenne, mutta LIFO-periaatteen sijaan siinä käytetään FIFO-mallia: First In, First Out. Selkein analogia on ihmisten jono elokuvateatterin lippukioskilla.
Vakiojonossa elementit ovat Ne lisäävät lopussa ja vetävät pois alussaEnsin tullutta palvellaan, joten se sopii erinomaisesti odottavien tehtävien, käyttöjärjestelmäprosessien, palvelinpyyntöjen, tulostusjonojen jne. hallintaan.
Jonon perustoimintoihin kuuluvat:
- Jono: lisää uusi kohde jonon loppuun.
- Poistaa jonosta: poista ja palauta alussa oleva elementti.
- Edessä tai päällä: tutustu ensimmäiseen kohteeseen poistamatta sitä.
- on tyhjä: tarkista, onko jono tyhjä.
Ohjelmointihaasteissa on tavallista, että sinulta kysytään esimerkiksi toteuta pino käyttämällä kahta jonoa, käännä jonon k ensimmäistä elementtiä muuttamatta muita tai luo binäärilukuja 1:stä n:ään käyttämällä jonon FIFO-käyttäytymistä.
Perushännän lisäksi on olemassa muunnelmia, kuten pyöreä häntä, prioriteettijono tai kaksoisjonot (deque), jotka tarjoavat lisätoimintoja ja parantavat suorituskykyä tietyissä tilanteissa.
linkitetyt luettelot
Linkitetty lista Linkitetty lista on myös lineaarinen rakenne, mutta sisäisesti se eroaa hyvin paljon taulukoista. Yhtenäisen muistilohkon sijaan se koostuu harvoista solmuista, jotka ovat yhteydessä toisiinsa viittausten tai osoittimien avulla.
Jokainen solmu sisältää tyypillisesti kaksi osaa: tiedot tallennettavat listat ja osoitin (tai useampi), joka osoittaa listan seuraavaan solmuun (ja kaksinkertaisesti linkitettyjen listojen tapauksessa myös edelliseen). Listaa hallitaan viittauksella sen alkuun, joka osoittaa ensimmäiseen solmuun, ja monimutkaisemmissa listoissa ylläpidetään viittausta myös häntään.
On olemassa kaksi päävaihtoehtoa:
- Yksinkertaisesti linkitetty lista: jokainen solmu osoittaa vain seuraavaan; polku kulkee yleensä yhteen suuntaan.
- kaksoislinkitetty listaJokainen solmu osoittaa seuraavaan ja edelliseen solmuun, mikä helpottaa kaksisuuntaisia läpikulkuja ja tehokkaampia poistotoimintoja.
Tyypillisiä linkitetyille listoille tehtyjä toimintoja ovat:
- Lisää päähän: lisää uusi solmu listan alkuun.
- Lisää loppuun: lisää solmu loppuun ja päivittää jonon, jos sellainen on olemassa.
- Poista: poista tietty solmu ja säädä naapurisolmujen osoittimia.
- Poista alussa: poista ensimmäinen solmu ja siirrä otsikko seuraavaan.
- Haku: käy läpi lista etsien tiettyä arvoa.
- on tyhjä: tarkistetaan, onko otsikko tyhjä ja siten listassa ei ole elementtejä.
Tällaisia ongelmia on runsaasti kursseilla ja haastatteluissa. käänteisen linkitetyn listan, havaitse, onko olemassa sykli (yleensä käyttämällä "kilpikonna ja jänis" -algoritmia), selvitä solmu N laskemalla lopusta tai poista kaksoissolmut käsittelemällä osoittimia aina huolellisesti.
Linkitettyjä listoja käytetään laajalti toteutukseen hajautustaulukot ketjutuksellavierekkäisyyslistat graafeissa ja dynaamiset tietorakenteet, joihin elementtejä lisätään ja poistetaan usein.
Puut
Puu Se on hierarkkinen tietorakenne, joka koostuu reunoilla yhdistetyistä solmuista. Toisin kuin yleisissä graafeissa, puussa ei ole syklejä: siinä on aina juuri, lapset, vanhemmat, sisarukset, lehdet, tasot ja alipuut, ja sen organisaatio on "perhe" tai "organisaatiokaavio".
Puut ovat erittäin hyödyllisiä silloin, kun haluamme edustavat hierarkkisia suhteita tai jakaa ongelma pienempiin osaongelmiin: tiedostojärjestelmät, valikot, selainten DOM-rakenteet, tekoälyn päätöspuut jne.
Puulajeja on monia, mukaan lukien:
- N-aarinen puu: jokaisella solmulla voi olla vaihteleva (ja mahdollisesti suuri) määrä lapsia.
- Tasapainoinen puu: pitää haaransa samalla syvyydellä suorituskyvyn heikkenemisen välttämiseksi.
- Binääripuu: jokaisella solmulla on enintään kaksi lasta (vasen ja oikea).
- Binäärihakupuu (BST): binääripuu, jonka ominaisuus on, että kaikki solmun vasemmalla puolella on pienempiä ja kaikki oikealla puolella suurempia (jonkin järjestyskriteerin mukaan).
- AVL-puu, punamusta, 2-3 ja muut variantitNämä ovat tasapainotettuja hakupuita, jotka takaavat hyvät monimutkaisuusrajat lisäys-, poisto- ja hakutoiminnoissa.
Käytännössä harjoituksissa yleisimpiä ovat binäärinen puu ja binäärinen hakupuuTyypillisiä ongelmia ovat puun korkeuden laskeminen, k:nnen maksimiarvon löytäminen BST:ssä, tietyllä etäisyydellä juuresta olevien solmujen listaaminen tai tietyn solmun esi-isien määrittäminen.
Lisäksi läpikulkualgoritmit (esijärjestys, järjestyksessä, jälkijärjestys, taso tasolta) ovat olennaisia monille myöhemmille prosesseille: lajitellulle tulostukselle, lausekkeiden arvioinnille, puun sarjoitukselle ja deserialisoinnille jne.
kaavioita
Kaavio Se yleistää puun käsitteen sallimalla syklit ja useita mielivaltaisia yhteyksiä solmujen välillä. Se koostuu joukosta solmuja ja joukosta kaaria, jotka yhdistävät solmupareja, joskus niihin liittyvällä painolla tai kustannuksilla.
Graafeja on useita tyyppejä: ohjaamaton (reunoilla ei ole suuntaa, suhde on kaksisuuntainen) ja ohjannut (Reunoilla on lähtöpiste ja määränpää). Ne voidaan myös luokitella painotetuiksi tai painottamattomiksi, yhtenäisiksi tai yhtenäisiksi, sykleillä varustetuiksi tai ilman syklejä oleviksi jne.
Koodissa graafit esitetään yleensä kahdella perustavalla:
- Vierekkäisyysmatriisi: matriisi, jonka solu ilmaisee, onko pisteiden i ja j välillä kaaria (ja mahdollisesti yhteyden painon).
- Vierekkäisyysluettelo: jokaiselle solmulle tallennetaan lista sen naapureista, mikä säästää muistia harvoissa graafeissa.
Klassisimmat läpikulkualgoritmit ovat ns. Leveyshaku (BFS) ja perusteellinen haku (DFS)Molempia käytetään peruspalikoina moniin ongelmiin: graafin yhtenäisyyden tarkistamiseen, syklien havaitsemiseen, yhtenäisten komponenttien löytämiseen jne.
Teknisissä testeissä on yleistä, että sinua pyydetään toteuttamaan BFS ja DFS, tarkistamaan, muodostaako graafi puun, laskemaan kaarien lukumäärä tai etsimään lyhyimmät polut kahden solmun välillä (esimerkiksi kaupunkikartalla) käyttämällä variantteja, kuten Dijkstra tai BFS painottamattomissa graafeissa.
Yritykset tai etuliitepuut
Trie (tai etuliitepuu) on puumainen tietorakenne, joka on optimoitu merkkijonojen käsittelyyn. Se on erityisen hyödyllinen työskenneltäessä sanakirjojen, automaattisen täydennyksen järjestelmien tai etuliitehakujen kanssa.
Trie-solmussa jokainen solmu tyypillisesti edustaa yhtä merkkiä, ja polut juuresta tiettyihin solmuihin merkitsevät täydellisiä sanojaViimeisten sanojen solmut merkitään yleensä jollain tavalla (esimerkiksi Boolen indikaattorilla) erottamaan ne yksinkertaisista etuliitteistä.
Jos tallennamme sanat ”top”, ”thus” ja ”their” trie-haaraan, jaamme osan alkuperäisestä polusta kaikille niille, jotka alkavat samoilla kirjaimilla, mikä mahdollistaa etuliitteen mukaiset haut ja ehdotukset. erittäin tehokasta aikaa, verrannollinen etsimämme sanan pituuteen eikä tallennettujen sanojen kokonaismäärään.
Yleisiä toimintoja ja ongelmia kokeiluissa ovat: laske kuinka monta sanaa on tallennettu, tulostaa kaikki sanat leksikografisessa järjestyksessä, lajitella taulukon alkioita lisäämällä ne trie-joukkoon, luoda kelvollisia sanoja joukosta kirjaimia tai rakentaa rakenteita, jotka muistuttavat T9-sanakirjaa.
Haastattelutilanteissa se ei ole yksinkertaisin mahdollinen rakenne, jota he pyytävät, mutta sitä esiintyy säännöllisesti yrityksissä, jotka työskentelevät hakuja, tekstinkäsittelyä tai ehdotusjärjestelmiä.
Hajautustaulukot ja hajauttaminen
Tiivistys Se on tekniikka, jossa jokaiselle datayksikölle annetaan deterministisesti numeerinen avain (hajautusarvo), jotta voimme tallentaa ja hakea elementtejä lähes vakioajassa käyttämällä kyseistä avainta indeksinä sisäisessä rakenteessa, yleensä taulukossa.
La hash-taulukko Tämä on tätä mekanismia hyödyntävä tietorakenne. Jokainen elementti tallennetaan avain-arvo-parina: avain muunnetaan taulukkoindeksiksi hajautusfunktion avulla, ja arvo (tai viittaus siihen) tallennetaan sinne. Myöhemmin hakua varten avain yksinkertaisesti hajautetaan uudelleen ja käytetään vastaavaa sijaintia.
Hajautustaulukon suorituskyky riippuu ratkaisevasti kolmesta tekijästä: hash-funktio valittu (sinun on jaettava avaimet hyvin keskittymisen välttämiseksi), pöydän koko (riittämätön koko aiheuttaa paljon törmäyksiä) ja menetelmä törmäysten hallintaan (linkitys linkitetyillä listoilla, avoin osoitus jne.). Tämä on samanlaista kuin indeksi tietokannassajossa sopivan rakenteen valitseminen parantaa hakuja ja saatavuutta.
Tyypillisissä hajautusohjelmointiharjoituksissa vaaditaan usein esimerkiksi etsi symmetrisiä pareja taulukostaMatkan koko reittisuunnitelman rekonstruointi yksittäisistä lennoista, yhden taulukon osajoukon tarkistaminen toisesta tai kahden taulukon erillisyyden tarkistaminen hyödyntämällä hajautustaulukon likimääräisiä O(1)-hakuja.
Useimmissa nykykielissä rakenteita, kuten kartta, sanakirja, hajautuskartta tai hajautusjoukko Ne perustuvat sisäisesti hajautustaulukoihin, vaikka ohjelmoijalle tarjotaan korkean tason käyttöliittymä.
Miten algoritmit ja tietorakenteet liittyvät toisiinsa
Tietorakenteen valinta määrää suoraan, mitkä algoritmit ovat järkeviä ja mikä niiden monimutkaisuus on. Lineaarinen hakualgoritmi a:lla järjestämätön lista Se käy läpi elementit yksi kerrallaan; jos muutamme rakenteen tasapainotetuksi hakupuuksi tai hajautustaulukoksi, saamme paljon parempia aikoja.
Jos esimerkiksi haluat toistuvasti etsiä avaimia suuresta kokoelmasta, tietojen tallentaminen hajautustaulukko tai binäärinen hakupuu Sen avulla voit suunnitella hakualgoritmeja, jotka ovat paljon nopeampia kuin jos käyttäisit yksinkertaista lajittelematonta taulukkoa. Sama pätee prioriteettijonoihin ja keoihin ajoituksessa tai lyhimmän polun algoritmeissa.
Toisaalta algoritmia suunniteltaessa usein ymmärretään, että tarvitaan tiettyjä ominaisuuksia: indeksien käyttöoikeus, nopeat lisäykset alussa, hierarkkiset läpikäynnit, etuliitehaut jne. Nämä tarpeet ohjaavat rakenteen valintaa. taulukot, listat, puut, graafit, hajautustaulukot, yritykset...
Tämä algoritmin ja tietorakenteen sopiva yhdistelmä mahdollistaa monimutkaisten sovellusten toteuttamisen. tehokas ja skaalautuvaIlman hyvää perustaa ratkaisuista tulee usein hitaita, vaikeasti ymmärrettäviä ja ylläpidettäviä tai mahdottomia mukauttaa tiedon määrän kasvaessa.
Siksi algoritmien ja tietorakenteiden hallinta ei ole lähes välttämätön vaatimus kaikille, jotka haluavat tulla päteviksi ja kilpailukykyisiksi ohjelmoijiksi nykypäivän työmarkkinoilla.
Kuinka oppia tietorakenteita ja algoritmeja
Monet ihmiset tuntevat olonsa jumiin yrittäessään oppia itse alustoilla, kuten LeetCode tai CodewarsOn tavallista aloittaa "helppoilla" harjoituksilla, mutta ei vieläkään tiedä, mistä lähestyä ongelmaa. Päädytään sitten etsimään ratkaisua, mutta ei ole selvää, miten se toistetaan jälkikäteen.
Käytännönläheinen lähestymistapa yhdistää yleensä useita ainesosia: hyvä teoreettinen selitys Jokainen rakenne ja algoritmi sisältää visuaalisia esimerkkejä, runsaasti ohjattua harjoittelua ja mahdollisuuksien mukaan kokeneen henkilön tukea ongelmanratkaisutaitojen hiomiseen.
Espanjankielisessä maailmassa on laajan kokemuksen omaavia ammattilaisia, jotka ovat osaltaan helpottaneet tätä oppimista. Yksi esimerkki tästä on Opettajat, joilla on kokemusta liike-elämästä ja koulutuksesta jotka ovat julkaisseet kirjoja ja kursseja ohjelmoinnin perusteista, Javasta, tietorakenteista ja pelien ohjelmointihaasteista, tehden näistä käsitteistä helppokäyttöisiä ja sovellettavissa olevia todellisiin projekteihin.
On myös yleistä, että akatemiat ja koulutuskeskukset sisällyttävät web-kehittäjille tai sovellusohjelmoijille tarkoitettuihin ohjelmiinsa erityisiä tietorakenteita ja algoritmeja käsitteleviä moduuleja. Monissa tapauksissa painotetaan tiettyä lähestymistapaa. erittäin käytännöllinen ja projektiluonteinen, vaikeusasteeltaan kasvavilla harjoituksilla ja tyypillisten teknisten haastatteluongelmien simulaatioilla.
Jos olet jumissa, strukturoidun reitin seuraaminen voi auttaa: aloita taulukoilla ja listoilla, käyden läpi pinoja ja jonoja, sitten puita ja perusgraafeja ja lopuksi hajautustaulukoita ja try-kokeita, aina vuorotellen teoreettista selitystä, pieniä koodiesimerkkejä ja paljon yksilöharjoittelua.
Haastatteluun valmistautuessa on suositeltavaa tarkastella paitsi rakenteita myös raa'an voiman algoritmit ja niihin liittyvät klassiset algoritmit (läpikulku, haut, lajittelu, yksinkertainen takaisinjäljitys, dynaamisen ohjelmoinnin perusteet) ja varmista, että pystyt selittämään ääneen, miksi olet valinnut tietyn rakenteen ja mitä ratkaisusi monimutkaisuus.
Ajan myötä ja jonkin verran johdonmukaisuuttaSe, mikä aluksi näyttää seinältä, muuttuu lopulta tutuiksi työkaluiksi, joita käytät lähes vaistonvaraisesti uusien ongelmien edessä.
Hyvä ymmärrys algoritmeista, niiden tärkeimmistä tietorakenteista ja niiden välisistä suhteista antaa sinulle mahdollisuuden kirjoittaa ohjelmia. nopeampi, selkeämpi ja vakaampiSe avaa sinulle ovia vaativissa valintaprosesseissa ja varmistaa, että projektisi, niin akateemiset kuin ammatillisetkin, perustuvat vankalle pohjalle ja niillä on tulevaisuus.