1.3 小结¶
- 算法在日常生活中无处不在,并不是遥不可及的高深知识。实际上,我们已经在不知不觉中学会了许多算法,用以解决生活中的大小问题。
- 查字典的原理与二分查找算法相一致。二分查找算法体现了分而治之的重要算法思想。
- 整理扑克的过程与插入排序算法非常类似。插入排序算法适合排序小型数据集。
- 货币找零的步骤本质上是贪心算法,每一步都采取当前看来最好的选择。
- 算法是在有限时间内解决特定问题的一组指令或操作步骤,而数据结构是计算机中组织和存储数据的方式。
- 数据结构与算法紧密相连。数据结构是算法的基石,而算法为数据结构注入生命力。
- 我们可以将数据结构与算法类比为拼装积木,积木代表数据,积木的形状和连接方式等代表数据结构,拼装积木的步骤则对应算法。
1. Q & A¶
Q:作为一名程序员,我在日常工作中从未用算法解决过问题,常用算法都被编程语言封装好了,直接用就可以了;这是否意味着我们工作中的问题还没有到达需要算法的程度?
如果把具体的工作技能比作是武功的“招式”的话,那么基础科目应该更像是“内功”。
我认为学算法(以及其他基础科目)的意义不是在于在工作中从零实现它,而是基于学到的知识,在解决问题时能够作出专业的反应和判断,从而提升工作的整体质量。举一个简单例子,每种编程语言都内置了排序函数:
- 如果我们没有学过数据结构与算法,那么给定任何数据,我们可能都塞给这个排序函数去做了。运行顺畅、性能不错,看上去并没有什么问题。
- 但如果学过算法,我们就会知道内置排序函数的时间复杂度是 \(O(n \log n)\) ;而如果给定的数据是固定位数的整数(例如学号),那么我们就可以用效率更高的“基数排序”来做,将时间复杂度降为 \(O(nk)\) ,其中 \(k\) 为位数。当数据体量很大时,节省出来的运行时间就能创造较大价值(成本降低、体验变好等)。
在工程领域中,大量问题是难以达到最优解的,许多问题只是被“差不多”地解决了。问题的难易程度一方面取决于问题本身的性质,另一方面也取决于观测问题的人的知识储备。人的知识越完备、经验越多,分析问题就会越深入,问题就能被解决得更优雅。