为什么要学数据结构原力计划CSDN [复制链接]

作者

牧小农

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屠敏

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CSDN博客

前言

在可视化化程序设计的今天，借助于集成开发环境可以很快地生成程序，程序设计不再是计算机专业人员的专利。很多人认为，只要掌握几种开发工具就可以成为编程高手，其实，这是一种误解。要想成为一个专业的开发人员，至少需要以下三个条件：

1)能够熟练地选择和设计各种数据结构和算法

2)至少要能够熟练地掌握一门程序设计语言

3)熟知所涉及的相关应用领域的知识

其中，后两个条件比较容易实现，而第一个条件则需要花相当的时间和精力才能够达到，它是区分一个程序设计人员水平高低的一个重要标志，数据结构贯穿程序设计的始终，缺乏数据结构和算法的深厚功底，很难设计出高水平的具有专业水准的应用程序。曾经有一本经典计算机专业书籍叫做《数据结构+算法=程序》，也说明了数据结构和算法的重要性。

为什么要学数据结构

数据结构是所有计算机专业的同学必学的一门课程数据结构研究的是数据如何再计算机中进行组织和存储，使得我们可以高效的获取数据或者修改数据计算机专业的学生都开设过数据结构课程，它是计算机学科知识结构的核心和技术体系的基石。数据结构作为计算机专业的专业基础课程，是计算机考研的必考科目之一，如果有打算报考计算机专业的研究生，这门数据结构你是必须要学好它的，同时，工作以后的同学，会有想去报考计算机软考、计算机等级考试的，数据结构也是必考的内容之一，科学技术在飞速发展，但是作为基石的科学技术没有动摇，由于近年来算法工程师的高薪火爆，使得数据结构的重视程序空前高涨，总而言之，既然我们已经与计算机接轨就必须掌握好它。

数据结构无处不在

不管你是IT开发，还是其他岗位的工作人员，或者是游戏爱好者，只要你用过电脑，那么你就接触过数据结构，下面我们就来讲一讲，数据结构究竟是如何无处不在的。

数据库

不管你是从事IT工作的，还是准备从事IT开发的，数据库一定是了解的，我们知道，数据库查询是数据库的最主要功能之一。我们都希望查询数据的速度能尽可能的快，因此数据库系统的设计者会从查询算法的角度进行优化。最基本的查询算法当然是顺序查找（linearsearch），这种复杂度为O(n)的算法在数据量很大时显然是糟糕的，好在计算机科学的发展提供了很多更优秀的查找算法，例如二分查找（binarysearch）、二叉树查找（binarytreesearch）等。如果稍微分析一下会发现，每种查找算法都只能应用于特定的数据结构之上，但是数据本身的组织结构不可能完全满足各种数据结构，所以，在数据之外，数据库系统还维护着满足特定查找算法的数据结构，这些数据结构以某种方式引用（指向）数据，这样就可以在这些数据结构上实现高级查找算法。这种数据结构，就是索引，索引是一种帮助MySQL高效获取数据的排好序的数据结构，其中MySQL使用的数据结构为B+Tree。

操作系统

相信现在的我们常用的操作系统大家一定都知道吧，例如：比尔盖茨大叔成立的微软的Windows操作系统，大神乔布斯苹果的MacOS，Java开发常用的Linux系统，由林纳斯·本纳第克特·托瓦兹开发（百度来的），还有redhat、Solaris、SunCobalt等等，都有使用到数据结构中的，系统栈以及优先队列：堆

文件压缩

比如：RAR压缩软件、PNG图片、MAP3文件等等，都会使用数据结构，对数据进行压缩（很怕打成了亚索，心虚），而使用压缩的算法是一种树结构叫哈夫曼树。

游戏

1)数组：需处理的元素个数确定并且需使用下标时可以考虑，不过建议用泛型List

优点：数组在内存中是连续存储的，索引和修改的速度都非常快

缺点：插入和删除很慢，长度开辟过长易造成内存浪费，长度开辟过短易造成内存越界

2)List：List是泛型的，即List，需处理的元素个数可以不确定，不存在装箱与拆箱，建议多用；而ArrayList：ArrayListlist1=newArrayList();ArrayList的元素属于object类型存在装箱与拆箱，很损耗性能。,List的底层数据结构就是数组。

Liststringlist=newListstring();//新增数据list.Add(“abc”);//修改数据list[0]=“def”;//移除数据list.RemoveAt(0);//错误操作，因为数据的类型不是stringlist.add();

3)链表：常用来维护、管理那些需要频繁产生、消除的游戏对象，比如：消除类游戏中需要消除的对象。

4)HashMap：底层是哈希表，是键值对容器，用于处理key/value键值对；底层使用的是数组+链表的结构：MapString,Stringmap=newHashMap();

5)树：1.场景管理中的四叉树；2.游戏UI里的菜单一般是分级的，一个主页面可以衍生出很多的子页面的时候，使用树来管理这些菜单是很合适的做法。

6)图：A*寻路算法、DFS、BFS

游戏也是采用了大量的算法，都需要以数据结构为基石，就最简单的功能寻路，鼠标从A点到B点，这个角色就需要寻找一条从A点到B点的路，这条路还需要绕过所有的障碍物，甚至还需要找出最短的路径，这就是最经典的图论算法，在图论算法种就使用了大量的数据结构。

数据结构类型

在计算机领域有一句名言数据结构+算法=程序，而数据结构本身就是算法的基石，在近乎任何一本算法教材，都花了大量的时间讲解数据结构，学好数据结构和算法可以让我们在计算机这条道路上走的更远。如果数据结构是因为它无处不在，学好数据结构是使我们快速成长的垫脚石。

版权声明：本文为CSDN博主「牧小农」的原创文章。