《算法与程序设计》课件.pptxVIP

《算法与程序设计》ppt课件

目录

CONTENTS

算法基础

程序设计基础

常用算法与数据结构

算法设计与优化

实践与应用

课程总结与展望

算法基础

01

02

03

01

02

03

算法具有输入、输出、确定性、有限性、有效性等特性。

算法的输入是数据，输出是结果。

算法的确定性是指每个步骤都必须是确定的，不能有任何歧义或随机性。

总结词

伪代码

程序设计语言

描述常见算法的表示方法

介于自然语言和编程语言之间的表示方法，简洁明了。

使用编程语言实现算法，严谨且可执行。

详细描述

算法复杂度是衡量算法性能的重要指标，包括时间复杂度和空间复杂度。

分析算法复杂度可以帮助我们了解算法的性能，优化算法，提高程序的效率。

时间复杂度表示算法执行所需的时间，空间复杂度表示算法所需存储空间。

总结词：描述算法复杂度分析的概念和方法

程序设计基础

高级语言

与计算机硬件直接相关，抽象程度低，难以理解和编写。

低级语言

机器语言

汇编语言

01

02

04

03

一种符号化的机器语言，易于理解和编写。

易于理解和编写，抽象程度高，与自然语言接近。

计算机能直接执行的二进制代码。

基本数据类型

整数、浮点数、字符、布尔等。

自定义数据类型

数组、结构体、类等。

变量

存储数据的标识符，具有名称和数据类型。

常量

固定值，在程序运行期间不能改变。

按照代码顺序执行。

顺序结构

根据条件判断执行不同的代码块。

选择结构

重复执行某段代码直到满足特定条件。

循环结构

常用算法与数据结构

基础数据结构

总结词

数组是固定大小的连续内存块，用于存储相同类型的数据元素。链表是由节点组成的数据结构，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。

详细描述

总结词：动态分配

详细描述：数组的大小在创建时确定，不易扩展或缩小。链表通过动态分配内存实现灵活的节点增删，可根据需要调整大小。

总结词：访问速度

详细描述：数组的访问速度取决于索引位置，时间复杂度为O(1)。链表访问特定节点需要从头节点开始遍历，时间复杂度为O(n)。

详细描述：数组连续存储，空间利用率较高。链表节点可能存在大量空闲空间，空间利用率较低。

总结词：空间效率

总结词：先进后

总结词：先进后

VS

总结词：应用场景

详细描述：栈常用于实现函数调用、深度优先有哪些信誉好的足球投注网站等操作。队列常用于实现任务调度、缓冲区处理等操作。

总结词：性能特点

详细描述：栈操作速度快，时间复杂度为O(1)。队列操作速度慢，因为需要移动大量元素，时间复杂度为O(n)。

总结词：空间需求

详细描述：栈空间需求较小，只需存储当前元素。队列空间需求较大，需存储所有元素。

总结词：层级结构

详细描述：二叉树是一种层级结构，每个节点最多有两个子节点（左子节点和右子节点）。图论算法涉及图的结构和性质，节点和边是基本元素。

总结词：遍历方式

详细描述：二叉树可以通过前序、中序、后序或层次遍历等方式访问节点。图论算法中的遍历包括深度优先有哪些信誉好的足球投注网站和广度优先有哪些信誉好的足球投注网站等。

总结词：应用领域

详细描述：二叉树在计算机科学中广泛应用于文件系统、决策树、堆等场景。图论算法在计算机科学、交通运输、电子工程等领域有广泛应用。

总结词

详细描述

二叉树和图论算法的时间复杂度和空间复杂度分析取决于具体算法和应用场景。在某些情况下，二叉树和图论算法的时间复杂度和空间复杂度可能较高。

复杂度分析

算法设计与优化

分治策略

01

将一个复杂的问题分解为两个或更多的相同或相似的子问题，直到最后子问题可以简单的直接求解，原问题的解即子问题的解的合并。

合并排序

02

采用分治策略的经典算法，将数组分为两半，分别对两半进行排序，最后合并两个有序的半部分。

快速排序

03

利用分治策略的排序算法，选择一个基准元素，重新排列数组，使得基准元素左侧都比它小，右侧都比它大，然后递归地对左右两侧进行快速排序。

贪心算法

在每一步选择中都采取当前状态下最好或最优（即最有利）的选择，从而希望导致结果是最好或最优的算法。

背包问题

通过贪心选择来求解0/1背包问题，每次选择单位重量价值最高的物品，直到背包满或者没有物品可选。

最小生成树

使用贪心算法来构建最小生成树，每次选择连接当前已选节点和未选节点中权值最小的边。

动态规划

通过把原问题分解为若干个子问题，逐个求解子问题，最终求得原问题的解。

通过穷举所有可能情况来求解问题的一种方法。

回溯算法

使用回溯算法来生成所有可能的排列和组合，通过递归穷举所有可能的情况来得到所有解。

排列组合

使用回溯算法求解N皇后问题，通过递归回溯所有可能的皇后位置来找到所有解。

N皇后问题

实践与应用

算法在金融领域的应用

算法交易、风险管理、信用评分等。

算法在医疗领域的应用

基因测序、疾病诊断和治疗、医疗影像分析等。

算法在交通领域的应用

智能交通系统、自动驾驶、