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作者 | 小鹿
来源 | 一个不甘平凡的码农
写在前边
今天呢我想简单的分享一下半年来自学数据结构与算法学习方法和技巧。写这篇文章主要目的还是重在让刚刚接触数据结构的读者按照总结方法进行阶段性学习。
目前在读三流大学之所以为学渣在刚学编程初期真的是比别人慢半拍总是遇到各种迷茫和困惑控制台遇到各种错误总是希望有个人解决一下就好了但是现实往往打你一个嘴巴子睡一觉回过头来还是自己硬着头皮去解决我相信大多数初学者都有这样的疑惑。
但是到了后来自己更注重于追求学习方法和学习效率不过现在还是学渣因为真正的大佬是无所畏惧的我能做的只不过是帮助一些编程道路上的人解除困惑提高一下学习效率。互联网、编程技术更新换代太快了如果不具备高效的学习方法和学习效率会被时代落下的所以从今天开始重视学习方法和效率的在未来的互联网你会变的越来越有价值和存在感。
大学的三年时间基本在自学编程老师的态度就是我也懒得讲课上能说废话尽量说些废话期末给你们考试范围就好了以后就业面试和我一点关系都不挂钩无论你毕业不毕业对我没有任何影响。在那时我决定好好学习编程大部分时间都是来自学包括上课干自己的事情。
同样的一门技术有没有想过为什么有人学的快运用的快后来发现并不是笨导致的不要一直责怪自己不适合这不适合那一开始我也是这么想的但是现在完全适合编程这种高强度的学习了。
今天主要分享一下学习数据结构正确的方式我并不能保证适用于每一个人但是我能保证比你盲目的去刷题去随便弄本书看效率高的多那就从下边这几个方面入手吧那就是动机、目标、实践、反馈、提高标准。
我的基础
说起没有学习数据结构之前的基础说起来有点丢人只知道数组而且是 C 语言中的数组数组下标取值、遍历等操作可别笑话我菜但是这半年来一步步摸索终于知道数据结构在解决实际问题中的重要性了分布式、高并发系统的性能优化都离不开数据结构希望这篇文章不仅能分享给你学习数据结构的方法也希望你能爱上数据结构。
我的学习动机
学习一门技术首先要有动机。那什么是动机呢我们经常看到减肥的人通常在房间里放一张好身材的图片就是为了产生动机每天坚持减肥。学习也是一样的没有动机就没有的学习下去的动力。那我学习数据结构的最初动机是什么呢快实习了想让自己找一家好的公司实习没有数据结构与算法的基础不可能进入一家理想的公司的所以我将进入一家理想的公司作为学习的动机。
我的收获
经过大三上半年对数据结构的自学和以前那个自己相比有了质的飞跃从最基础的某一数据结构的由来、是什么特点以及优缺点到实际项目中应该如何运用再到如何培养自己下意识的数据结构(遇到问题根据问题的特性就能下意识的想到用哪个数据结构来解决)。到后来逐渐的学会了将多种数据结构联系起来进行解决问题这样做的目的就是能够让程序性能更加稳定效率更加高效。
这些都是这半年来每天和数据结构打交道不断的训练出来的这半年基本没有一天放松过就连除夕晚上都在做算法研究数据结构。功夫不负有心人即使基础再不好头脑再笨通过我总结的学习方法也能学好数据结构。
我的实践
因为我上的是一所三流大学大多数时间靠自学总结了很多的提高学习效率的方法那么在学习数据结构上我是怎么做的呢我将数据结构的学习分为了三个阶段。
第一阶段认识数据结构
第一步学习它就应该知道数组、链表、栈、队列、散列表、跳表、图、树、堆、字典树10种数据结构用来干什么为什么怎么做 小鹿建议去看一些基础的数据结构书籍或者借助百度和谷歌简单了解一下每种数据结构用来干什么为什么怎么做就可以了然后可以简单做一下笔记和博客。
第二步每种数据结构都有它的优缺点和性能的好坏那我们以什么标准来衡量数据结构与算法的性能好快呢那第二步就学习时间复杂度、空间复杂度相关的复杂度分析的内容 这部分内容至关重要因为后边要学到的数据结构与算法都要有一个衡量性能标准的为了能够不同的问题解决选择出性能最优的数据结构和算法。
第二阶段深入数据结构
第一步写代码。上边最基本的十种数据结构相关特性和使用条件都做笔记了然后我们从头开始对每种数据结构进入深入研究首先数据结构涉及到的操作比如增、删、改、查等操作要自己实现一遍在机器上运行一遍写代码的时候一定要注意以下几点边界条件、指针、代码的规范。
这样会使你更加的对代码有颗敬畏之心每次写代码都要认真对待如果机器上写代码没问题了可以自己通过在笔记本上用笔手写亲自实现一遍有利于你加深你的代码逻辑的理解。
第二步在第一阶段中我们了解到性能的衡量标准那下一步就再回过头来对 10 种最常用的几种数据结构涉及到的操作进行性能分析。你可能会问为什么不边写代码边进行性能分析呢
我觉得分阶段的好处就是能集中解决问题写代码就是要锻炼写代码的思维逻辑能力性能分析就是要提高自己的分析能力性能分析完成之后再看一下之前写的代码有哪些可以进行优化改进的。这期间你会遇到各种问题遇到问题怎么做我通常会去百度或者谷歌借助别人写的文章进行总结记录到笔记本上。
第三步每种数据结构的性能分析完成之后再进行对每种数据进行深入。第一阶段我推荐的是看一些基础的书籍涉及到的知识层次不深。但是我们还是要至少手中有一本具有权威性深入解析的数据结构书籍才能对一些概念进行深入的理解。基础书籍毕竟是让你入门的嘛我们可以通过这些权威性高、内容全面的对已学到的数据结构知识点进行查缺补漏。
第四步单独的深入学习真的很枯燥杂么办那么我们就实际生活中的例子去分析比如猜数字游戏、0/1背包问题、走迷宫、八皇后问题以及满减凑单问题等。如猜数字游戏我们可以想想怎么才能在最短的时间内猜到正确的数字呢可能你会想到使用二分查找。那好了我们问一下自己二分查找存在的问题这个过程中一定要多问自己为什么只有这样你的知识层次才会得到扩展比如二分查找如果数据中有重复数据怎么解决
我还是要强调一下一定要多问自己为什么因为从心理学上来讲人的大脑符合最小阻力原则就是思考的事情最不喜欢做所以这里我们要逆着来才能进一步进行突破。如果你觉的上述两个阶段没有问题了我们就进行下面的第三个阶段检索数据结构。
第三阶段检索数据结构
第一步 这时你可能学的非常多的关于数据结构的内容但是很难运用那怎么能够在实际实际问题中运用起来呢我们前边已经将零碎的知识点整理到笔记本上了接下来该怎么做呢我们可以借助思维导图对知识体系化整理无论是复习巩固都利于我们进一步加强。
第二步上述整理成体系之后完毕之后然后去谷歌或者百度搜索一下有明确解决方案的实际问题拿来进行分析学习你到这些实际项目中会发现很多问题涉及到多个数据结构问题我们前边解决的还不过是针对单一的数据结构那就尝试着自己将数据结构之间建立联系。
比如数组和链表每种数据结构都有优缺点你在学习的过程中你会发现一个数据结构的优点正是另一数据结构的缺点数组在内存空间是连续的对CPU缓存友好而链表在内存中是零碎内存空间对CPU缓存不友好但是链表可以动态扩容而数组不可以。
再比如为了提高程序的效率不得不用消耗更多的内存空间的数据结构去代替另一数据结构如果内存紧张对执行效率要求不高的话我们又用省内存执行效率稍有不高的数据结构去代替占内存大而执行快的数据结构。
第三步学会将实际问题转换成所学的数据结构 。怎么转化呢如假如你是一名工程师要对链表实现缓存的算法进行优化你会怎么解决我们先将问题转换成学过的数据结构里边提到链表好那我们知道有链表了在分析用链表实现了那些操作淘汰数据、查找数据、缓存数据这三个操作里边都涉及到查找我们不得不遍历整个链表时间复杂度为O(n)。
那我们就想能不能对查找进行优化呢根据问题或者数据的特征找适用的数据结构缓存的三个操作涉及到快速的插入、删除、查询数据我们在大脑中快速的检索可以快速的实现插入、删除、查询的数据结构有哪些平衡二叉树、散列表、跳表等比如我们选择散列表最后分析一下时间复杂度是不是优化了很多否则我们再换另一种数据结构进行性能分析。
我们不难发现实际问题就会一步一步的分解成了我们学习到的数据结构的基本操作分析然后利用我们学到的数据结构的优缺点和性能分析得出最优解绝方法但是在企业中遇到实际问题中往往比我们拿一些做练习的实际问题复杂的要多。
后记
上述是我学习数据结构的三个阶段如果你完成了上述的三个阶段我还是建议将最基本的10个数据结构重新巩固复习一遍在巩固和复习的三个阶段中需要不断的反馈和提高标准我相信你会发现每一个知识点都会有新的收获。
以上是我总结了半年的学习数据结构的方法后边还有一篇《提高篇|学渣是如何学习数据结构》本来周末分享出来但是觉得很多地方存在很多不足或很多初学者不了解的步骤周末反复修稿稍有迟疑但是能够把一篇文章写好读者收获最大就是我永远写下去、修改下去的最大动力了如果觉得不错可以偷偷发给你身边的好基友哦
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