C/C++版数据结构和算法知识概要

news2024/11/15 7:16:23

数据结构和算法是计算机科学领域中的重要基础知识,无论您是初学者还是有经验的程序员,都必须深入了解这些概念。本篇博客将为您提供关于数据结构、抽象数据类型、算法、算法分析以及面向对象编程的综合概述,每个部分都将附有具体的代码示例。

1. 数据结构和术语

数据结构是一种组织和存储数据的方式,旨在提高数据操作的效率和便利性。以下是一些常见的数据结构术语:

数组(Array):数组是一种线性数据结构,用于存储具有相同数据类型的元素。在C/C++中,数组的声明和初始化如下:

int myArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

链表(Linked List):链表是一种动态数据结构,由节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。下面是一个简单链表的C++示例:

class Node {
public:
    int data;
    Node* next;
};

栈(Stack):栈是一种线性数据结构,遵循先进后出(LIFO)的原则。在C/C++中,使用数组或链表实现栈很常见。

队列(Queue):队列是一种线性数据结构,遵循先进先出(FIFO)的原则。在C/C++中,也可以使用数组或链表实现队列。

2. 抽象数据类型(ADT)

抽象数据类型(ADT)将数据和操作封装在一起,使得数据的内部实现对外部是不可见的。下面是一个简单的C++栈的抽象数据类型示例,包括 pushpopisEmpty 操作:

template <typename T>
class Stack {
public:
    void push(T data) {
        elements.push_back(data);
    }

    T pop() {
        if (isEmpty()) {
            throw std::runtime_error("Stack is empty");
        }
        T topElement = elements.back();
        elements.pop_back();
        return topElement;
    }

    bool isEmpty() {
        return elements.empty();
    }

private:
    std::vector<T> elements;
};

这个类封装了栈的操作,并使用 std::vector 来存储数据。

3. 算法和算法分析

算法是解决问题的一组步骤,它们可以在有限时间内执行。算法分析是评估算法的性能和效率,通常通过时间复杂度和空间复杂度来度量。

示例:快速排序算法

下面是C++中的快速排序算法示例:

#include <iostream>
#include <vector>

void quickSort(std::vector<int>& arr, int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pivot = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pivot - 1);
        quickSort(arr, pivot + 1, high);
    }
}

int partition(std::vector<int>& arr, int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = low - 1;

    for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;
            std::swap(arr[i], arr[j]);
        }
    }
    
    std::swap(arr[i + 1], arr[high]);
    return i + 1;
}

4. 面向对象概述

面向对象编程(OOP)是一种思想,它将数据和操作数据的方法组织成对象,有助于提高代码的可维护性和可扩展性。下面是一个C++的类示例,演示了如何创建一个圆的对象并计算其面积:

class Circle {
public:
    Circle(double radius) : radius(radius) {}

    double getArea() {
        return 3.14 * radius * radius;
    }

private:
    double radius;
};

int main() {
    Circle myCircle(5.0);
    double area = myCircle.getArea();
    std::cout << "The area of the circle is: " << area << std::endl;
    return 0;
}

这个类表示一个圆,具有半径和计算面积的方法。

5. 数据结构的实际应用

数据结构在编程中有广泛的应用,它们可以用来解决各种问题。一个常见的例子是使用链表来管理数据,下面是一个C++链表的简单示例,演示了如何创建和遍历链表:

class Node {
public:
    int data;
    Node* next;
};

int main() {
    Node* head = new Node();
    head->data = 1;
    head->next = nullptr;

    Node* current = head;

    for (int i = 2; i <= 5; i++) {
        Node* newNode = new Node();
        newNode->data = i;
        newNode->next = nullptr;
        current->next = newNode;
        current = newNode;
    }

    current = head;
    while (current != nullptr) {
        std::cout << current->data << " ";
        current = current->next;
    }

    return 0;
}

这段代码创建了一个链表,包含了1到5的整数,并遍历打印链表中的元素。

6. 算法的性能分析

了解算法的性能是非常重要的,它有助于选择合适的算法来解决特定问题。在上文中,我们提到了快速排序算法,下面我们来看一下它的性能分析。

快速排序的平均时间复杂度为O(n log n),是一种高效的排序算法,适用于大型数据集。它的性能超越了冒泡排序等较慢的排序算法。


 更多相关内容,获取相关资源前往公众号:每日推荐系列


在本文中,我们讨论了数据结构和算法的基本概念,了解了抽象数据类型、算法和面向对象编程的原理,并提供了具体的C/C++代码示例。这些知识是每个程序员的基础,将有助于您更好地理解和设计复杂的软件系统。

在接下来的文章中,我们会进一步的仔细讲解C/C++数据结构的算法!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1144393.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

技术栈 业务架构 插件库

大前端 技术栈 业务架构 插件库

软考高项-计算题(3)

题10 问题一 EV50*0.525 问题二 EACBAC/CPI CPIEV/AC25/28 EAC50*28/2556 问题三 因为CPI<1&#xff0c;所以项目实际费用超支 题11 PV2000500010000750006500020000177000 AC2100450012000860006000015000179600 EV200050001000075000*0.965000*0.720000*0.351370…

vite的.env个人使用总结

以.env开头,后面是自定义环境,如gaga 配置文件内以VITE_开头 使用时,用--mode指定模式 在react中用import.meta.env为前缀获取对应值 在配置文件中使用方法:需要从vite中导入loadEnv包,再将defineConfig改成函数,返回对象. const env loadEnv(mode.mode, process.cwd());这一…

CCF CSP认证历年题目自练 Day40

题目 试题编号&#xff1a; 201412-3 试题名称&#xff1a; 集合竞价 时间限制&#xff1a; 1.0s 内存限制&#xff1a; 256.0MB 问题描述&#xff1a; 问题描述   某股票交易所请你编写一个程序&#xff0c;根据开盘前客户提交的订单来确定某特定股票的开盘价和开盘成交量…

Csdn文章编写参考案例

这里写自定义目录标题 欢迎使用Markdown编辑器新的改变功能快捷键合理的创建标题&#xff0c;有助于目录的生成如何改变文本的样式插入链接与图片如何插入一段漂亮的代码片生成一个适合你的列表创建一个表格设定内容居中、居左、居右SmartyPants 创建一个自定义列表如何创建一个…

【javaweb】学习日记Day12 - tlias智能管理系统 - 登录校验 JWT令牌 过滤器 拦截器 全局异常处理

目录 一、登录功能 &#xff08;1&#xff09;Controller层 &#xff08;2&#xff09;Service层 &#xff08;3&#xff09;Mapper层 二、登录校验 1、会话技术概述 2、会话跟踪方案 &#xff08;1&#xff09;Cookie &#xff08;2&#xff09;Session —— 基于Co…

kaggle新赛:AI Village夺旗赛挑战

赛题名称&#xff1a;AI Village Capture the Flag DEFCON31 赛题链接&#xff1a;https://www.kaggle.com/competitions/ai-village-capture-the-flag-defcon31 赛题背景 夺旗赛这款广受欢迎的竞技游戏&#xff0c;不仅可以在户外进行。数字夺旗赛指的是一系列需要参赛者利…

python操作MySQL,SQL注入问题,视图,触发器,事务,存储过程,内置函数,流程控制,索引

一、python操作MySQL 导入第三方模块&#xff1a;pymysql 操作步骤&#xff08;文字描述&#xff09;&#xff1a; 1. 先链接MySQL host&#xff0c;port&#xff0c;username&#xff0c;password&#xff0c;charset&#xff0c;库&#xff0c;autocommit等 2. 在python中书…

06条件判断

if语句的基本语法 if关键字后面跟一个判断条件 如果条件成立那么就运行判断条件里面的代码 else处理条件不满足时候的代码块 m 9 if m > 10:print("买一瓶醋") else:print("钱不够&#xff0c;请带够钱再来吧&#xff01;")#条件判断流程图 进入网…

stream流—关于Collectors.toMap使用详解

目录 使用规则&#xff1a;1.将list转成以id为key的map&#xff0c;value是id对应的某对象2.假如id存在重复值&#xff0c;则会报错Duplicate key xxx3.想获得一个id和name对应的Map<String, String>3.1 name为空时null3.2 id重复时 4.分组 使用groupingby 使用规则&…

系列二十五、@Configuration的作用及解析原理

一、作用 Configuration是用来代替传统的xml的配置方式配置bean的。 二、不加Configuration注解不能配置bean吗 能。 三、加与不加的区别 3.1、区别 加了Configuration注解&#xff0c;会为配置类创建cglib动态代理&#xff0c;Bean方法的调用就会通过容器getBean进行获取…

面试准备中........

一、Linux 计算机网络相关&#xff1a; 1.OSI七层模型 应用层 &#xff1a;给用户提供操作界面 表示层&#xff1a;数据的表示&#xff1a;将字符转化为2进制或将2进制转化为字符。加密&#xff1a;对称加密和非对称加密&#xff0c;ssh协议。压缩&#xff1a;将文件压缩。…

C# 图解教程 第5版 —— 第12章 枚举

文章目录 12.1 枚举12.1.1 设置底层类型和显式值12.1.2 隐式成员编号 12.2 位标志12.2.1 Flags 特性12.2.2 使用位标志的示例&#xff08;*&#xff09; 12.3 关于枚举的更多内容 12.1 枚举 枚举是值类型。只有一种类型的成员&#xff1a;命名的整数值常量。 每个枚举成员都被…

VS工程的“多dll与exe文件合并”

运行环境 ILMerge插件 1、打开 VS的“工具 - NuGet包管理器 - 管理解决方案的NuGet程序包” 2、在浏览中搜索“ILMerge”&#xff0c;在官方源中&#xff0c;3.0.41版本的插件已不支持使用了 3、下拉列表其他版本可以安装&#xff0c;使用3.0.40 4、下载封装好的“ILMerge”任…

Kotlin基础——变量、函数、字符串模板、类

变量 Kotlin和Java一样是静态语言&#xff0c;所有表达式类型在编译期已经确定&#xff0c;public为默认可见性 变量由 var/val变量名[: 数据类型][?][ 值] 组成&#xff0c;如 var a 1var b: Int b 3var s: String? nullval language arrayListOf("java")…

Kmeans算法的K值选择技巧【Elbow Method + Silhouette Score Method】

文章目录 一、方法简述二、使用到的数据集三、代码实现四、结论 一、方法简述 在Kmeans算法中最终聚类数量K的选择主要通过两个方法综合判断&#xff1a; Elbow Method 这是一种绘制k值范围的平方和的方法。如果此图看起来像一只手臂&#xff0c;则k是选择的类似肘部的值。从这…

走进人工智能的大门:打造职业梦想的契机

在当今数字化时代&#xff0c;人工智能&#xff08;AI&#xff09;不再是科幻小说的情节&#xff0c;而是我们现实生活和职业生涯中的现实部分。从自动驾驶汽车到智能助手&#xff0c;AI 的影响已经渗透到各个领域。而中国&#xff0c;作为全球人工智能市场的重要一员&#xff…

HTML简单实现v-if与v-for与v-model

Vue启动&#xff01;&#xff01; 首先VIewModel将View和Model连接一起&#xff0c;Model的数据改变View的数据也变 使用Visual Studio Code 启动Vue需要vue.js插件和导入CDN(包) vue.js插件&#xff1a;CTRL shift x 在搜索栏搜 索vue.js安装即可 CDN&#xff1a; http…

利用HTTP2,新型DDoS攻击峰值破纪录

亚马逊、Cloudflare 和谷歌周二联合发布消息称&#xff0c;一种依赖于 HTTP/2 快速重置技术的攻击行为对它们造成了破纪录的分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击。 根据披露的信息&#xff0c;该攻击自8月下旬以来便一直存在&#xff0c;所利用的漏洞被跟踪为CVE-2023-44487&#xff0c…

花园这样去装,让户外空间更上一个层次

花园这样去装&#xff0c;让户外空间更上一个层次 园林设计师马修-布罗姆利&#xff08;Matthew Bromley&#xff09;说&#xff1a;”我深受法国和英国花园传统的影响&#xff0c;而这些客户想要的是一个能让人回想起在法国南部迷人的凉棚下度过的时光的空间。斑驳的树荫、燃烧…