（一）数据结构和算法概述

1.数据结构和算法内容介绍

1.1.先看几个经典的算法面试题

• 字符串匹配问题：

1. 有一个字符串 str1= "硅硅谷 尚硅谷你尚硅 尚硅谷你尚硅谷你尚硅你好"，和一个子串 str2="尚硅谷你尚硅你"
2. 现在要判断 str1 是否含有 str2, 如果存在，就返回第一次出现的位置, 如果没有，则返回-1
3. 要求用最快的速度来完成匹配
4. 你的思路是什么？

暴力匹配 [简单，但是效率低]
KMP 算法《部分匹配表》

• 汉诺塔游戏
  请完成汉诺塔游戏的代码: 要求：

1. 将 A 塔的所有圆盘移动到 C 塔。
2. 并且规定，在小圆盘上不能放大圆盘，
3. 在三根柱子之间一次只能移动一个圆盘
   

• 八皇后问题
  八皇后问题，是一个古老而著名的问题，是回溯算法的典型案例。该问题是国际西洋棋棋手马克斯·贝瑟尔于1848 年提出：在 8×8 格的国际象棋上摆放八个皇后，使其不能互相攻击，即：任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上，问有多少种摆法。
  【92】=> 分治算法
  

• 马踏棋盘算法介绍和游戏演示

1. 马踏棋盘算法也被称为骑士周游问题
2. 将马随机放在国际象棋的 8×8 棋盘 Board[0～7][0～7]的某个方格中，马按走棋规则(马走日字)进行移动。要求每个方格只进入一次，走遍棋盘上全部 64 个方格
3. 游戏演示: http://www.4399.com/flash/146267_2.htm
4. 会使用到 图的深度优化遍历算法(DFS) + 贪心算法优化
   

1.2数据结构和算法的重要性

1. 算法是程序的灵魂，优秀的程序可以在海量数据计算时，依然保持高速计算
2. 一般来讲 程序会使用了内存计算框架(比如 Spark)和缓存技术(比如 Redis 等)来优化程序,再深入的思考一下，这些计算框架和缓存技术， 它的核心功能是哪个部分呢？
3. 拿实际工作经历来说, 在 Unix 下开发服务器程序，功能是要支持上千万人同时在线，在上线前，做内测，一切OK,可上线后，服务器就支撑不住了, 公司的 CTO 对代码进行优化，再次上线，坚如磐石。你就能感受到程序是有灵魂的，就是算法。
4. 目前程序员面试的门槛越来越高， 很多一线 IT 公司(大厂)，都会有 数据结构和算法面试题(负责的告诉你，肯定有的)
5. 如果你不想永远都是代码工人,那就花时间来研究下数据结构和算法

2.数据结构和算法的关系

1. 数据 data 结构(structure)是一门 研究组织数据方式的学科，有了编程语言也就有了数据结构.学好数据结构可以编写出更加漂亮,更加有效率的代码。
2. 要学习好数据结构就要多多考虑如何将生活中遇到的问题,用程序去实现解决.
3. 序 程序 = 构 数据结构 + 算法
4. 数据结构是算法的基础, 换言之，想要学好算法，需要把数据结构学到位。

3.看几个实际编程中遇到的问题

3.1问题一-字符串替换问题

小结：需要使用到单链表数据结构

3.2一个五子棋程序

如何判断游戏的输赢，并可以完成存盘退出和继续上局的功能

1. 棋盘 二维数组=>( 稀疏数组)-> 写入文件 【存档功能】
2. 读取文件-》稀疏数组-》二维数组 -》 棋盘 【接上局】

3.3约瑟夫(Josephu)问题(丢手帕问题)

1. Josephu 问题为：设编号为 1，2，… n 的 n 个人围坐一圈，约定编号为 k（1<=k<=n）的人从 1 开始报数，数到 m 的那个人出列，它的下一位又从 1 开始报数，数到 m 的那个人又出列，依次类推，直到所有人出列为止，由此产生一个出队编号的序列。
2. 提示：用一个不带头结点的循环链表来处理 Josephu 问题：先构成一个有 n 个结点的单循环链表（单向环形链表），然后由 k 结点起从 1 开始计数，计到 m 时，对应结点从链表中删除，然后再从被删除结点的下一个结点又从 1 开始计数，直到最后一个结点从链表中删除算法结束。
3. 小结：完成约瑟夫问题，需要使用到单向环形链表 这个数据结构

3.4其它常见算法问题

1. 修路问题 => 最小生成树(加权值)【数据结构】+ 普利姆算法
2. 最短路径问题 => 图+弗洛伊德算法
3. 汉诺塔 => 分支算法
4. 八皇后问题 => 回溯法

4.线性结构和非线性结构

数据结构包括：线性结构和非线性结构。

4.1.线性结构

1. 线性结构作为最常用的数据结构，其特点是 数据元素之间存在一对一的线性关系
2. 线性结构有两种不同的存储结构，即 顺序存储结构( 数组)和 链式存储结构( 链表)。顺序存储的线性表称为顺序表，顺序表中的 存储元素是连续的
3. 链式存储的线性表称为链表，链表中的 存储元素不一定是连续的，元素节点中存放数据元素以及相邻元素的地址信息
4. 线性结构常见的有： 数组、队列、链表和栈，后面我们会详细讲解.

4.2.非线性结构

非线性结构包括：二维数组，多维数组，广义表， 树结构，图结构