程序员必须掌握的核心算法有哪些?


在日常工作和学习中,总会听到一些大牛讲一定要学好数据结构和算法,我们也确实有这么做,但是应该要学习到哪个程度呢?针对这个问题,本篇文章稍微总结一下常见的算法知识点,以及一些值得学习的算法。

一、算法最最基础

1、时间复杂度

2、空间复杂度

一般最先接触的就是时间复杂度和空间复杂度的学习了,这两个概念以及如何计算,是必须学的,也是必须最先学的,主要有最大复杂度、平均复杂度等,直接通过博客搜索学习即可。

二、基础数据结构

1、线性表

列表(必学)
链表(必学)
跳跃表(知道原理,应用,最后自己实现一遍)
并查集(建议结合刷题学习)
不用说,链表、列表必须,不过重点是链表。

2、栈与队列

栈(必学)
队列(必学)
优先队列、堆(必学)
多级反馈队列(原理与应用)
特别是优先队列,再刷题的时候,还是经常用到的,队列与栈,是最基本的数据结构,必学。可以通过博客来学习。

3、哈希表(必学)

碰撞解决方法:开放定址法、链地址法、再次哈希法、建立公共溢出区(必学)
布隆过滤器(原理与应用)
哈希表相关的,推荐通过博客来学习。

4、树

二叉树:各种遍历(递归与非递归)(必学)
哈夫曼树与编码(原理与应用)
AVL树(必学)
B 树与 B+ 树(原理与应用)
前缀树(原理与应用)
红黑树(原理与应用)
线段树(原理与应用)
树相关是知识还是挺多的,建议看书,可以看《算法第四版》。相关文章:

高频面试题:什么是B树?为啥文件索引要用B树而不用二叉查找树?

腾讯面试题:有了二叉查找树、平衡树为啥还需要红黑树?

5、数组

树状数组
矩阵(必学)

三、各种常见算法

1、十大排序算法

简单排序:插入排序、选择排序、冒泡排序(必学)
分治排序:快速排序、归并排序(必学,快速排序还要关注中轴的选取方式)
分配排序:桶排序、基数排序
树状排序:堆排序(必学)
其他:计数排序(必学)、希尔排序
对于十大算法的学习,假如你不大懂的话,那么我还是挺推荐你去看书的,因为看了书,你可能不仅仅知道这个算法怎么写,还能知道他是怎么来的。推荐书籍是《算法第四版》,这本书讲的很详细,而且配了很多图演示,还是挺好懂的。

2、图论算法

图的表示:邻接矩阵和邻接表
遍历算法:深度搜索和广度搜索(必学)
最短路径算法:Floyd,Dijkstra(必学)
最小生成树算法:Prim,Kruskal(必学)
实际常用算法:关键路径、拓扑排序(原理与应用)
二分图匹配:配对、匈牙利算法(原理与应用)
拓展:中心性算法、社区发现算法(原理与应用)
图还是比较难的,不过我觉得图涉及到的挺多算法都是挺实用的,例如最短路径的计算等,图相关的,我这里还是建议看书的,可以看《算法第四版》。

3、搜索与回溯算法

贪心算法(必学)
启发式搜索算法:A*寻路算法(了解)
地图着色算法、N 皇后问题、最优加工顺序
旅行商问题
这方便的只是都是一些算法相关的,我觉得如果可以,都学一下。像贪心算法的思想,就必须学的了。建议通过刷题来学习,leetcode 直接专题刷。

4、动态规划

树形DP:01背包问题
线性DP:最长公共子序列、最长公共子串
区间DP:矩阵最大值(和以及积)
数位DP:数字游戏
状态压缩DP:旅行商
我觉得动态规划是最难的一个算法思想了,记得当初第一次接触动态规划的时候,是看01背包问题的,看了好久都不大懂,懵懵懂懂,后面懂了基本思想,可是做题下不了手,但是看的懂答案。一气之下,再leetcdoe专题连续刷了几十道,才掌握了动态规划的套路,也有了自己的一套模板。不过说实话,动态规划,是考的真他妈多,学习算法、刷题,一定要掌握。这里建议先了解动态规划是什么,之后 leetcode 专题刷,反正就一般上面这几种题型。后面有时间,我也写一下我学到的套路,有点类似于我之前写的递归那样,算是一种经验。也就是我做题时的模板,不过感觉得写七八个小时,,,,,有时间就写。之前写的递归文章:为什么你学不会递归?告别递归,谈谈我的一些经验

5、字符匹配算法

正则表达式
模式匹配:KMP、Boyer-Moore
我写过两篇字符串匹配的文章,感觉还不错,看了这两篇文章,我觉得你就差不多懂 kmp 和 Boyer-Moore 了。

字符串匹配Boyer-Moore算法:文本编辑器中的查找功能是如何实现的?

6、流相关算法

最大流:最短增广路、Dinic 算法
最大流最小割:最大收益问题、方格取数问题
最小费用最大流:最小费用路、消遣
这方面的一些算法,我也只了解过一些,感兴趣的可以学习下。

总结
有些人可能会觉得上面的算法太多,说实话,我觉得不多,特别是对于在校生的,上面涉及到的算法可以不用很懂,但至少得了解。至于书籍的话,如果你连基本数据结构都还不懂的,建议看《数据结构与算法》相关书籍,例如《大话数据结构》、《数据结构与算法分析》。如果你有一定的基础,例如知道链表,栈,队列,那么可以看《算法第四版》,不过这本书是用 Java 实现的,不过我觉得你只要学过 C,那么可以看的懂。

本文发表于2020年03月03日 11:17
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又是一年五一,祝我们工人阶级劳动节快乐! 今年被困在北京了,离境再入境需要隔离十五天。只能京津冀周边走一走了,想出去玩啊啊啊啊啊~

人活一辈子,不是一年两年。时间是有连续性的,做抉择的时候要多看几步。保持警惕,大丈夫有所为,有所不为。

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