如何系统地学习数据结构与算法?

发表于 2022-9-20 08:49:41 | [复制链接] | 打印 |上一主题| 下一主题

如何系统地学习数据结构与算法?

不 BB,直接上干货,非科班出生,毕业工作后才开始学算法,到目前学了 4 年 !!!
为了让你对数据结构和算法能有个全面的认识,我画了一张图,里面几乎涵盖了所有数据结构和算法书籍中都会讲到的知识点。



这里面有10个数据结构:数组、链表、栈、队列、散列表、二叉树、堆、跳表、图、Trie 树;10个算法:递归、排序、二分查找、搜索、哈希算法、贪心算法、分治算法、回溯算法、动态规划、字符串匹配算法。
掌握了这些基础的数据结构和算法,再学更加复杂的数据结构和算法,就会非常容易、非常快。
知乎小技巧:看到一个好答案,想点赞又嫌麻烦,可以双击屏幕自动点,既能鼓舞作者,又能很方便自己下次再看。我用这个方法,已经快速标记 10 来个好答案了。
貌似手机端打开连接有的会出现问题,可以点击这个总结看看:
1、复杂度分析

看动画轻松理解时间复杂度(一)
看动画轻松理解时间复杂度(二)
冰与火之歌:「时间」与「空间」复杂度
每个程序员都应该收藏的算法复杂度速查表
2、基本算法思想

五分钟了解一下什么是「贪心算法 」
有了四步解题法模板,再也不害怕动态规划!
(进阶版)有了四步解题法模板,再也不害怕动态规划!
(再进阶版)有了四步解题法模板,再也不害怕动态规划!
浅谈什么是分治算法
看动画轻松理解「递归」与「动态规划」
浅谈什么是动态规划以及相关的「股票」算法题
深度解析「正则表达式匹配」:从暴力解法到动态规划
3、排序算法

「多图警告」手撕排序算法 – iOS进阶必备
十大经典排序算法动画与解析,看我就够了!(配代码完全版)
这或许是东半球分析十大排序算法最好的一篇文章
4、搜索

几道和「广度优先搜索」有关的算法面试题
初识广度优先搜索与解题套路
从简单二叉树问题重新来看深度优先搜索
5、查找

二分查找算法详解
一网打尽!二分查找解题模版与题型全面解析
面试官,我会写二分查找法!对,没有 bug 的那种!
6、字符串匹配

动画:BM 算法中的坏字符规则与好后缀规则
动画:七分钟理解什么是KMP算法
动画:什么是 BF 算法 ?
动态规划之 KMP 算法详解(配代码版)
7、线性表

如何高效对有序数组/链表去重?
超详细!详解一道高频算法题:数组中的第 K 个最大元素
一道简单的数组遍历题,加上四个条件后感觉无从下手
数组特性的妙用!如何找到「缺失的第一个正数」
剑指 offer 第一题:二维数组中的查找
动画:什么是单调栈?
在数据结构中穿针引线:链表实现栈和队列
从简单的线性数据结构开始:栈与队列
五分钟学算法小知识:用栈实现队列/用队列实现栈
几道和「堆栈、队列」有关的面试算法题
超详细!图解「合并 K 个排序链表」
动画:面试如何轻松手写链表?
LeetCode 上最难的链表算法题,没有之一!
链表算法面试问题?看我就够了!
看动画轻松理解「链表」实现「LRU缓存淘汰算法」
从简单的线性数据结构开始:穿针引线的链表(一)
在数据结构中穿针引线:链表实现栈和队列
8、散列表

五分钟速读:什么是散列表(哈希表)?
什么是哈希洪水攻击(Hash-Flooding Attack)?
几道和散列(哈希)表有关的面试题
如何判断一个元素在亿级数据中是否存在?
9、树

面试前准备:二叉树高频面试题和答案
懵逼树上懵逼果:学习二分搜索树
LeetCode 二叉树问题小总结
从简单二叉树问题重新来看深度优先搜索
几道和「二叉树」有关的算法面试题
详解什么是平衡二叉树(AVL)(修订补充版)
【面试现场】为什么 MySQL 数据库要用B+树存储索引?
字典树概念与题型解析
面试官:为什么 MySQL 的索引要使用 B+ 树,而不是其它树?比如 B 树?
心里没点 B 树。。。
数据结构与算法——最小生成树
植树节,程序猿种的那些树
数据结构与算法——2-3-4树
数据结构与算法——2-3树
看动画轻松理解「Trie树」
10、图

浅谈什么是图拓扑排序
数据结构与算法——图论基础与图存储结构
数据结构与算法:三十张图弄懂「图的两种遍历方式」
数据结构与算法——图最短路径
总结

学习数据结构和算法的过程,是非常好的思维训练的过程,所以,千万不要被动地记忆,要多辩证地思考,多问为什么。
如果你一直这么坚持做,你会发现,等你学完之后,写代码的时候就会不由自主地考虑到很多性能方面的事情,时间复杂度、空间复杂度非常高的垃圾代码出现的次数就会越来越少。
你的编程内功就真正得到了修炼。大家加油:)

<hr/>推荐一些算法书籍。

入门系列

入门的同学,我建议你不要过度追求上去就看经典书。
不要一来就拿着《算法导论》开始啃,初学就去啃这些书肯定会很费劲。你一旦啃不下来,挫败感就会很强。
然后就放弃学算法了。
所以,入门的同学,我建议你找一些比较容易看的书来看,比如《大话数据结构》和《算法图解》。
不要太在意书写得深浅,重要的是能不能坚持看完。
《大话数据结构》 这本书最大的特点是,它把理论讲得很有趣,不枯燥。而且每个数据结构和算法,作者都结合生活中的例子进行了讲解, 能让你有非常直观的感受。
虽然这本书有 400 多页,但是花两天时间读完,应该是没问题的。
如果你之前完全不懂数据结构和算法,可以先从这本书看起。
《算法图解》 跟《大话数据结构》走的是同样的路线,就像这本书副标题写的那样,“像小说一样有趣的算法入门书”,主打“图解”,通俗易懂。它只有不到 200 页,所以内容比较少。
作为入门,看看这本书,能让你对数据结构和算法有个大概的认识。
当然,这些入门书共同的问题是,缺少细节,不够系统,也不够严谨。
所以,如果你想要系统地学数据结构和算法,看这两本书肯定是不够的。
基础系列

通过基本入门算法书的调教,你已经逐渐体会到了算法的魅力,现在正是时候踏入基础系列算法的领域!!!
这些书籍需要你费点心思去阅读。
很多同学在学习的过程中,看到一篇算法科普文章经常会有这样的想法。
哎呀,要是文章的代码是 Java 语言就好了呀。
哎呀,要是文章的代码是 Python 语言就好了呀。
虽然代码并不会很严重影响阅读,但还是有很多强迫症的同学喜欢看到文章的解释代码是自己擅长的。
我这里推荐《数据结构和算法分析》,这本书非常系统、全面、严谨,而且又不是特别难,适合对数据结构和算法有些了解,并且掌握了至少一门编程语言的同学。而且,这个作者也很用心。
他用了三种语言,写了三个版本,分别是:《数据结构与算法分析 :C 语言描述》《数据结构与算法分析:C++ 描述》《数据结构与算法分析:Java 语言描述》。
面试实战系列

大家都知道,对于程序员来说很大程度上算法就是为了应付面试的。
所以,推荐三本有益于面试的书籍,分别是:《剑指 offer》《编程珠玑》《编程之美》。
《剑指 offer》这本书的目的非常明确,就是为了面试。
这本书几乎包含了所有常见的、经典的面试题。如果能搞懂这本书里的内容,应付一般公司的面试应该不成问题。
我做了一个 图解《剑指 offer》的小程序,应该能帮助你学习,感兴趣的可以在微信搜索 图解剑指offer。
我也在 B 站录制了一些图解剑指 offer 的免费视频课程,感兴趣的也可以看看,每个视频控制在5分钟以内。

《编程珠玑》这本书的豆瓣评分非常高,有 9 分。
这本书最大的特色就是讲了很多针对海量数据的处理技巧。这个可能是其他算法书籍很少涉及的。面试的时候,海量数据处理的问题也是经常会问的,特别是校招面试。不管是开拓眼界,还是应付面试,这本书都很值得一看。
《编程之美》这本书有多位作者,其中绝大部分是微软的工程师,所以书的质量很有保证。不过,这里面的算法题目稍微有点难,也不是很系统,这也是我把它归到面试这一部分的原因。如果你有一定基础,也喜欢钻研些算法问题,或者要面试 Google、Facebook 这样的公司,可以拿这本书里的题,先来自测一下。
最后:大家加油:)
补充

推荐一个阿里朋友的算法刷题的开源项目。
截至 2020 年 11 月,该开源项目配套的网站已经有一百二十万的访问量,在 GitHub 上收获了 8500 颗小星星。


这个开源项目是@halfrost(中文名一缕殇流化隐半边冰,简称霜神)去年刷算法题时整理出的 520 题,每道题都写了解题思路,全部都是 GO 实现的,并且每题都 runtime beats 100% 了。







至于为什么要求每题都 runtime beats 100%
霜神是这样回复的:优化到 beats 100% 才算是把这题做出感觉了。有好几道 Hard 题,可以用暴力解法 AC 了,但只 beats 了 5%,这题就如同没做一样;而且面试中如果给了这样的答案,面试官也不会满意,“还有没有更优解?”。如果通过自己的思考能给出更优解,面试官会更满意一些。
如果你把这些题解都摸透,相信在面试环节你可以从容的回答“还有没有更优解”。



作者介绍:霜神是前阿里巴巴资深后端工程师,业余时间酷爱写博客,目前他的博客已经有 300W+ 的浏览量,是 iOS 开发届的大佬级别人物,霜神为人谦和,上周六我说能不能提供一份离线电子书,方便读者阅读,他立马熬夜研究,修改了好几个版本。
离线版笔记下载地址(已获授权)链接:https://pan.baidu.com/s/1aDa6_DVpwitWT4_F9x9XEA  密码: qif9
离线版笔记下载地址(已获授权): LeetCode - Go 电子书下载
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我反倒是工作了就不怎么学数据结构算法了,b树 红黑树 线段树我压根没学过,只知道优缺点。还是学生时代多研究下这些比较好,锻炼思维 开拓视野,工作了几年之后学这些没太大意义。
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看动画轻松理解时间复杂度(二) 的链接给得还是一,博客很好啊,收藏去看看。
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