Структуры данных и алгоритмы обеспечивают упрощенные шаблоны для преодоления проблем. Поэтому важно понимать их, потому что чем больше вы их знаете, тем шире спектр задач, которые вы сможете решить.
Во-первых, нам нужно понять, что означают эти два термина и как они соотносятся. В основном мы обсудим основы;
1. Что такое данные?
Данные определяются как количества, знаки или символы, с которыми операции выполняются компьютером. Данные в основном относятся к любой информации, которую вы считаете полезной.
2. Что такое структуры данных?
Структура данных относится к методу сбора и организации данных таким образом, чтобы с ними можно было эффективно манипулировать. Общие структуры данных включают массивы, связанные списки, очереди, стеки, двоичные деревья и хеш-таблицы. Важно отметить, что концепция структур данных не понятна компьютерам, а предназначена для удобства программистов. Структуры данных включают в себя идентификацию или установление взаимосвязи между набором элементов данных, что помогает в лучшей организации и хранении.
Возьмем пример, когда у нас есть данные, которые содержат имя человека «Карен» и рост (в см) 156. «Карен» имеет тип данных String, а 156 — целочисленный тип данных. Эти данные можно собирать, систематизировать и хранить в базе данных, которая содержит как имя человека, так и его рост. Возьмем, к примеру, «Карен» 156, «Джимми» 207, «Жемчуг», 180, «Линн» 164 и, дамы и господа, у вас будет такая структура данных.
Проще говоря, структуры данных предназначены для организованного хранения данных, что снижает сложность манипулирования данными.
3. Что такое алгоритмы?
Алгоритм – это пошаговый набор инструкций, которым необходимо следовать для выполнения определенной задачи. Алгоритмы используются для управления данными, содержащимися в структурах данных. Хороший алгоритм должен быть кратким и ясным, иметь определенное количество шагов, дающих правильные результаты, должен иметь вход и хотя бы один конечный выход. Алгоритм не обязательно относится к коду. Он может быть представлен в виде блок-схемы или псевдокода (подробное, но удобочитаемое описание того, что должна делать компьютерная программа или алгоритм, выраженное на формально оформленном естественном языке, а не на языке программирования).
Прежде всего, вы должны указать, чего вы хотите достичь, и разбить шаги для достижения этой цели. Например, если вы собираетесь жарить и подавать яйца, вам следует следовать следующим шагам или алгоритму:
а) Возьмите миску, яйца, специи, плиту, сковороду и растительное масло
б) Добавьте яйца и специи в миску и тщательно перемешайте смесь
d)Включите плиту
d) Разогрейте сковороду
e) Добавьте в сковороду масло и яйца, перемешайте до готовности и подавайте к столу яичница. Обычно используемые алгоритмы включают поиск определенного элемента, сортировку данных и повторение всех элементов в структуре данных.
4. Использование структур данных и алгоритмов
Как и в случае со структурами данных, компьютеры не понимают алгоритмов. Вот тут-то и появляются языки программирования, язык, на котором говорят компьютеры. Таким образом, используя структуры данных и алгоритмы (которые понимает программист), программист может создать программу на заданном языке программирования (понимаемом компьютером), которая позволит компьютеру выполнять определенную задачу.
