数据结构六之算法简介
算法的定义
算法是解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令
算法的特征
- 有穷性
- 确切性
- 输入项
- 输出项
- 可行性
算法运算要素
- 算术运算：加减乘除等运算
- 逻辑运算：或、且、非等运算
- 关系运算：大于、小于、等于、不等于等运算
- 数据传输：输入、输出、赋值等运算
算法的优劣评定
- 时间复杂度
- 空间复杂度
- 正确性
- 可读性
- 健壮性
常用的数学运算
Mod运算：
如果M>N,则M%N<M/2
幂运算
XA*XB = X(A+B)
X1/2 = 2√x
XA/B = B√xA
对数运算
NlogA = logAN
Log(A*B) = LogA+LogB
时间复杂度
- O（N^3）
- O（N^2）
- O (N)
- O（NLogN）
- O（LogN）
- O（1）
举例说明：
二分法查找最坏的情况：对于N个元素的数组，第一次查找未找到则舍弃N/2个元素，剩下N/2，同理第二次剩N/4……..一直到最后剩N/2^k>=1,所以二分法查找的次数k 满足 N/2^k = 1，于是有
2^k = N
k= log2N
所以二分法查找的最坏时间复杂度是O（logN）。
经典的算法分析方法
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递归
程序调用自身的编程技巧称为递归（ recursion）。递归做为一种算法在程序设计语言中广泛应用。 一个过程或函数在其定义或说明中有直接或间接调用自身的一种方法，它通常把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解，递归策略只需少量的程序就可描述出解题过程所需要的多次重复计算，大大地减少了程序的代码量。递归的能力在于用有限的语句来定义对象的无限集合。一般来说，递归需要有边界条件、递归前进段和递归返回段。当边界条件不满足时，递归前进；当边界条件满足时，递归返回。 -
穷举
穷举法的基本思想是根据题目的部分条件确定答案的大致范围，并在此范围内对所有可能的情况逐一验证，直到全部情况验证完毕。若某个情况验证符合题目的全部条件，则为本问题的一个解；若全部情况验证后都不符合题目的全部条件，则本题无解。穷举法也称为枚举法。 -
贪心算法
贪心算法（又称贪婪算法）是指，在对问题求解时，总是做出在当前看来是最好的选择。也就是说，不从整体最优上加以考虑，他所做出的是在某种意义上的局部最优解。
贪心算法不是对所有问题都能得到整体最优解，关键是贪心策略的选择，选择的贪心策略必须具备无后效性，即某个状态以前的过程不会影响以后的状态，只与当前状态有关。 -
分治
分治算法的基本思想是将一个规模为N的问题分解为K个规模较小的子问题，这些子问题相互独立且与原问题性质相同。求出子问题的解，就可得到原问题的解。即一种分目标完成程序算法，简单问题可用二分法完成。 -
动态规划
动态规划算法是通过拆分问题，定义问题状态和状态之间的关系，使得问题能够以递推（或者说分治）的方式去解决。 [1]
动态规划算法的基本思想与分治法类似，也是将待求解的问题分解为若干个子问题（阶段），按顺序求解子阶段，前一子问题的解，为后一子问题的求解提供了有用的信息。在求解任一子问题时，列出各种可能的局部解，通过决策保留那些有可能达到最优的局部解，丢弃其他局部解。依次解决各子问题，最后一个子问题就是初始问题的解。 -
迭代
迭代法也称辗转法，是一种不断用变量的旧值递推新值的过程，跟迭代法相对应的是直接法(或者称为一次解法)，即一次性解决问题。迭代算法是用计算机解决问题的一种基本方法，它利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点，让计算机对一组指令(或一定步骤)进行重复执行，在每次执行这组指令(或这些步骤)时，都从变量的原值推出它的一个新值，迭代法又分为精确迭代和近似迭代。比较典型的迭代法如“二分法”和"牛顿迭代法”属于近似迭代法。 -
回溯
回溯算法实际上一个类似枚举的搜索尝试过程，主要是在搜索尝试过程中寻找问题的解，当发现已不满足求解条件时，就“回溯”返回，尝试别的路径。回溯法是一种选优搜索法，按选优条件向前搜索，以达到目标。但当探索到某一步时，发现原先选择并不优或达不到目标，就退回一步重新选择，这种走不通就退回再走的技术为回溯法，而满足回溯条件的某个状态的点称为“回溯点”。许多复杂的，规模较大的问题都可以使用回溯法，有“通用解题方法”的美称。
经典算法
