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算法

算法思想

分治(二分查找、动态规划)、枚举、贪心、回溯 数据结构有:链表、树和图

枚举

  • 合理设置尝试范围,减少不必要尝试。例:完美立方 四重循环

  • 链表 -- 两个 next --> 树 -- 节点指回 -> 图

  • 无单个子节点,完全二叉树

  • 二叉搜索树,有序,空树,左子树(所有),右子树(所有),根结点,查找 O(n) => O(log(n)),退化 O(n),只有一侧树 =》平衡

优秀程序员都应该学习的数据结构与算法项目(GitHub 开源清单) - 知乎

  • 测试用例,单步验证

    暴力解法

    解题线索,解题模板

LeetCode 算法题刷题心得(JavaScript) - 简书

分治

分解 -> 解决(触底)-> 合并(回溯)

比如归并排序,靠左右各自排序,再合并

二分查找:

  • 猜 1-1000 之间的一个数,猜多少次 2 ** 10 = 1024

    有序 比较中点 范围减半

贪心

每次操作局部最优,以达成全局最优

回溯

backtracking

候选解数量大,NP-复杂问题

把解空间组织成树结构然后进行搜索

回溯步骤:

  1. 定义一个解空间,它包含问题的解。
  2. 利用适于搜索的方法组织解空间。
  3. 利用深度优先法搜索解空间。

回溯法采用试错的思想,它尝试分步的去解决一个问题。在分步解决问题的过程中,当它通过尝试发现,现有的分步答案不能得到有效的正确的解答的时候,它将取消上一步甚至是上几步的计算,再通过其它的可能的分步解答再次尝试寻找问题的答案。回溯法通常用最简单的递归方法来实现,在反复重复上述的步骤后可能出现两种情况:

找到一个可能存在的正确的答案 在尝试了所有可能的分步方法后宣告该问题没有答案 在最坏的情况下,回溯法会导致一次复杂度为指数时间的计算。

全局维护一个状态,状态重置

分支定界

branch and bound

动态规划

压缩

编程技巧

前缀和

数列的前n项的和,是一种重要的预处理方式,能大大降低查询的时间复杂度。

递归

许多著名的算法都离不开递归,如回溯算法,快速排序算法,分而治之算法,深度优先搜索算法等

95% 的算法都是基于这 6 种算法思想 - 知乎《剑指 Offer》作者是如何看待题海战术的? - 知乎

VisuAlgo - 数据结构和算法动态可视化 (Chinese)

跳指针问题

比如要求原地修改数组

  1. 倒序
  2. 快慢指针

复杂度

jIGhf.png (835×579)algorithm - What does O(log n) mean exactly? - Stack Overflow

程序性能

  • 用操作数和执行步数来估计程序的运行时间。用符号法来分别描述程序在最好、最坏和平均情况下的运行时间。
  • 程序性能指需要内存和时间的多少
  • 两种分析方法:分析和测量(实验)
  • 实例特征,包含着可以决定程序空间大小的因素(如,输入和输出的数量或相关数的大小)。例如,对 n 个元素排序的程序,它所需要的空间大小是 n 的函数,n 为其实例特征。
  • 相对来说,指令空间的大小受实例特征的影响不大。常量及简单变量所需要的空间与实例特征也没有多大关系,除非相关数的规模对于选定的数据类型来说实在太大。一些动态分配空间也可以不依赖实例特征。环境栈的大小一般不依赖实例特征,除非使用了递归函数。当使用递归函数时,实例特征通常影响(但不总是)环境栈的大小。
  • 递归函数所需要的栈空间通常称为递归栈空间。它的大小依赖于局部变量和形式参数所需要的空间,依赖于递归的最大深度和编译器。

Big O notation

符号数学描述
O(1)常数
O(log n)对数
O(n)线性
O(n^2)平方
O(n^3)立方
O(2^n)指数
O(n!)阶乘

有多个复杂度时,只看最高复杂度

算法复杂度
递归O(2^n)
二分O(log n)
二叉树遍历O(n)
优化排序矩阵查找O(n)
归并、快排O(n log n)

Master theorem (analysis of algorithms) - Wikipedia

O(n log n) 念什么?

2^nn^2,谁大,指数 n > 2,随着 n 变大,前者会远大于后者

2 ** 10 = 1024
10 * 10 = 100

array 转 set,需要遍历,时间复杂度 O(n) javascript - Time complexity (Big-O) of converting an array to a Set - Stack Overflow

oi-wiki.org - 编程竞赛知识库

changgyhub/leetcode_101: LeetCode 101:和你一起你轻松刷题(C++)

前端应用

  • 你熟知的 DOM 树、AST 树、以及 Vue、React 的 Virtual DOM 都是树。
  • React Hooks 的本质是数组,React Fiber 是基于链表实现的。
  • HTTP 缓存响应消息 和 Vue 的 keep-alive 都用到了 LRU 算法。
  • 浏览器前进后退功能通过栈实现。