第一章資料結構和演算法（1）

問題的引入、本書的目的、本書主要講解的內容、演算法分析、本章內容：

德克薩斯州達拉斯市方圓500英里之內有多少個城市的人口超過25萬？

乙個公司裡有多少人每年的年收入超過10萬美元？

用不超過1000英里長的電纜是否能把所有的**使用者都連線起來？

現在就正確回答諸如這樣的問題是不可能的，因為這裡還沒有給出回答這些問題所必須要了解的資訊。（有了這些資訊後，而且還）必須（要）以能夠及時找到答案的方式

來組織資訊，才能滿足我們的需要。

資訊的表示是電腦科學的基礎。大多數電腦程式的主要目標與其說是完成運算，不如說是儲存資訊和盡快地檢索資訊（個人看法：現在的電腦程式，更多的時候是在

儲和檢索資訊，而不是計算）。因此，研究資料結構和演算法就成了電腦科學的核心問題。本書的目的就是幫助讀者理解怎樣組織資訊，以便支援高效的資料處理。

本書有三個主要目的。第乙個目的是介紹常用的資料結構，這些資料結構形成了乙個程式設計師的基本資料結構工具箱。對於許多問題，工具箱裡的資料結構才是理想的選擇。

第二個目的是引入並加強「權衡』的概念，每乙個資料結構（針對相關的操作，如：遍歷，插入，查詢等）都有其相關的代價和效益的權衡。本書通過列舉出不同的資料結構，並指出它們應用於實際問題時的代價和效益來討論「權衡」的概念。

第三個目的是講解如何評估乙個資料結構或演算法的有效性。（個人看法：有效性是指乙個資料結構針對某個具體的問題是否是最合適的）只有通過這樣的分析，才能確定工具箱中的哪乙個資料結構對於乙個新問題是最合適的。這種技術也使得程式設計師能夠判斷自己或者別人發明的新資料結構的價值。

（個人看法：本書首先告訴你常用的資料結構有哪些，然後告訴你這些資料結構的代價和效率的權衡是怎樣的，最後告訴你怎樣來評價乙個資料結構或演算法對某個具體的問題是不是最合適的，在評價過程中應該會用到權衡的概念。）

對於乙個問題通常有多種解法，應該選擇哪一種呢？（個人看法：選擇的標準是下面兩個目標，應盡量滿足下面的兩個目標）計算機程式設計的核心有兩個目標（有時候它們相互衝突）：

1、設計一種容易理解、編碼和除錯的演算法；（個人看法：方便程式設計師）

2、設計一種能有效利用計算機資源的演算法；（個人看法：方便計算機）

在理想情況下，最終的程式都能實現這兩個目標，有時把這樣的程式稱為是『完美的』。本書給出的演算法和程式例項在這種意義上講是趨於完美的。與目標1有關的問題不是本書的目的，它們主要涉及到的是軟體工程原理；本書主要講的是與目標2有關的問題。

怎樣度量效率呢？第3章將給出估算一種演算法或者乙個電腦程式的效率的方法，稱為演算法分析。演算法分析還可以度量乙個問題的內在複雜程度。以後的章節中只要介紹演算法就會用到演算法分析方法。用這種方法可以清楚的看到在解決同乙個問題時不同演算法在效率上的差異。

本章通過提出與選擇和使用資料結構相關的話題，為後面的內容做準備。本章將先審視乙個設計者為所要完成的任務選擇乙個合適資料結構的過程，然後討論在程式設計中如何進行抽象，最後將探索問題、演算法和程式三者之間的關係。

第一章 資料結構和演算法 （1）