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程序员必须掌握的核心算法有哪些?

CocoaChina 11-19

由于我之前一直强调数据结构以及算法学习的重要性,所以就有一些读者经常问我,数据结构与算法应该要学习到哪个程度呢?,说实话,这个问题我不知道要怎么回答你,主要取决于你想学习到哪些程度,不过针对这个问题,我稍微总结一下我学过的算法知识点,以及我觉得值得学习的算法。这些算法与数据结构的学习大多数是零散的,并没有一本把他们全部覆盖的书籍。下面是我觉得值得学习的一些算法以及数据结构,当然,我也会整理一些看过不错的文章给大家。大家也可以留言区补充。

一、算法最最基础

1、时间复杂度

2、空间复杂度

一般最先接触的就是时间复杂度和空间复杂度的学习了,这两个概念以及如何计算,是必须学的,也是必须最先学的,主要有最大复杂度、平均复杂度等,直接通过博客搜索学习即可。

文章推荐:

算法分析神器—时间复杂度

二、基础数据结构

1、线性表

不用说,链表、列表必须,不过重点是链表。

三分钟基础数据结构:如何轻松手写链表?

以后有面试官问你「跳跃表」,你就把这篇文章扔给他

2、栈与队列

特别是优先队列,再刷题的时候,还是经常用到的,队列与栈,是最基本的数据结构,必学。可以通过博客来学习。相关文章:

三分钟基础知识:什么是栈?

二叉堆是什么鬼?

【算法与数据结构】堆排序是什么鬼?

3、哈希表(必学)

碰撞解决方法:开放定址法、链地址法、再次哈希法、建立公共溢出区(必学)

布隆过滤器(原理与应用)

哈希表相关的,推荐通过博客来学习,推荐文章:

Hash 冲突之开放地址法

4、树

二叉树:各种遍历(递归与非递归)(必学)

哈夫曼树与编码(原理与应用)

AVL 树(必学)

B 树与 B+ 树(原理与应用)

前缀树(原理与应用)

红黑树(原理与应用)

线段树(原理与应用)

树相关是知识还是挺多的,建议看书,可以看《算法第四版》。相关文章:

高频面试题:什么是 B 树?为啥文件索引要用 B 树而不用二叉查找树?

【漫画】以后在有面试官问你 AVL 树,你就把这篇文章扔给他。

腾讯面试题:有了二叉查找树、平衡树为啥还需要红黑树?

【面试被虐】游戏中的敏感词过滤是如何实现的?

5、数组

树状数组

矩阵(必学)

树状数组其实我也没学过,,,,

三、各种常见算法

1、十大排序算法

简单排序:插入排序、选择排序、冒泡排序(必学)

分治排序:快速排序、归并排序(必学,快速排序还要关注中轴的选取方式)

分配排序:桶排序、基数排序

树状排序:堆排序(必学)

其他:计数排序(必学)、希尔排序

对于十大算法的学习,假如你不大懂的话,那么我还是挺推荐你去看书的,因为看了书,你可能不仅仅知道这个算法怎么写,还能知道他是怎么来的。推荐书籍是《算法第四版》,这本书讲的很详细,而且配了很多图演示,还是挺好懂的。

推荐文章:

必学十大经典排序算法,看这篇就够了 ( 附完整代码 / 动图 / 优质文章 ) ( 修订版 )

2、图论算法

图的表示:邻接矩阵和邻接表

遍历算法:深度搜索和广度搜索 ( 必学 )

最短路径算法:Floyd,Dijkstra(必学)

最小生成树算法:Prim,Kruskal(必学)

实际常用算法:关键路径、拓扑排序(原理与应用)

二分图匹配:配对、匈牙利算法(原理与应用)

拓展:中心性算法、社区发现算法(原理与应用)

图还是比较难的,不过我觉得图涉及到的挺多算法都是挺实用的,例如最短路径的计算等,图相关的,我这里还是建议看书的,可以看《算法第四版》。

漫画:什么是 " 图 "?(修订版)

漫画:深度优先遍历 和 广度优先遍历

漫画:图的 " 最短路径 " 问题

漫画:Dijkstra 算法的优化

漫画:图的 " 多源 " 最短路径

3、搜索与回溯算法

这方便的只是都是一些算法相关的,我觉得如果可以,都学一下。像贪心算法的思想,就必须学的了。建议通过刷题来学习,leetcode 直接专题刷。

4、动态规划

树形 DP:01 背包问题

线性 DP:最长公共子序列、最长公共子串

区间 DP:矩阵最大值(和以及积)

数位 DP:数字游戏

状态压缩 DP:旅行商

我觉得动态规划是最难的一个算法思想了,记得当初第一次接触动态规划的时候,是看 01 背包问题的,看了好久都不大懂,懵懵懂懂,后面懂了基本思想,可是做题下不了手,但是看的懂答案。一气之下,再 leetcdoe 专题连续刷了几十道,才掌握了动态规划的套路,也有了自己的一套模板。不过说实话,动态规划,是考的真他妈多,学习算法、刷题,一定要掌握。这里建议先了解动态规划是什么,之后 leetcode 专题刷,反正就一般上面这几种题型。后面有时间,我也写一下我学到的套路,有点类似于我之前写的递归那样,算是一种经验。也就是我做题时的模板,不过感觉得写七八个小时,,,,,有时间就写。之前写的递归文章:为什么你学不会递归?告别递归,谈谈我的一些经验

5、字符匹配算法

我写过两篇字符串匹配的文章,感觉还不错,看了这两篇文章,我觉得你就差不多懂 kmp 和 Boyer-Moore 了。

字符串匹配 Boyer-Moore 算法:文本编辑器中的查找功能是如何实现的?

6、流相关算法

最大流:最短增广路、Dinic 算法

最大流最小割:最大收益问题、方格取数问题

最小费用最大流:最小费用路、消遣

这方面的一些算法,我也只了解过一些,感兴趣的可以学习下。

总结

对于上面设计到的算法,我都提供了感觉还不错的文章,建议大家收藏,然后可以利用零碎的时间进行阅读,有些人可能会觉得上面的算法太多,说实话,我觉得不多,特别是对于在校生的,上面涉及到的算法可以不用很懂,但至少得了解。至于书籍的话,如果你连基本数据结构都还不懂的,建议看《数据结构与算法》相关书籍,例如《大话数据结构》、《数据结构与算法分析》。如果你有一定的基础,例如知道链表,栈,队列,那么可以看《算法第四版》,不过这本书是用 Java 实现的,不过我觉得你只要学过 C,那么可以看的懂。

这些算法的学习,虽然你觉得学了没有什么用,但还是那些话,它对你的影响是潜意识的,它可以给你打下很深厚的基础内功,如果你想走的更远,那么我推荐学习,标注必学的,那么我觉得,你是真的需要抽时间来学习下,标注原理与应用的,代表你可以不知道怎么用代码实现,但是必得知道它的实现原理以及应用,更多算法的学习,可以持续关注我的微信公众号勒。

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