数据结构：前言

前言

Example 1 修复照片

原理：拿周边相近的部分来补充

关键技术

1. 数据结构 分成小块，“搜索”统计特性相同的小块

2. 信号处理 小块的边界处理

Example 2 水的模拟

原理：

• 用很多的小球代替液体，每个小球都遵循牛顿力学体系，用单个粒子的物理运动来模拟水的非线性运动。
• 粒子多，效果好，运算量大；粒子少，效果差，运算量小。

那么如何在性能和效率上达到平衡呢？（时间、空间复杂度）

外围红色小球用小直径，内围蓝色小球用大直径。

Example 3 人工智能

AlphaGo & 区块链

原理： 区（结点）+链表+hash+分布式

启示

1. 从生活和实际需求产生——观察
2. 抽象出模型——数学模型——才能解决它
3. 程序模拟——与其他方法的比较

实际问题—模型—模型的性质—解决方案—评估—提出新的问题—实际应用

• 抽象——逻辑工具、逻辑能力
• 还原——具体实施、编程能力

如何增强实践能力？

1. 自己多动手编程实现已有算法
2. 编程实现自己的算法，可以考虑作业题

启示

计算机思维：

​ 是一个解决问题的流程，包括一系列的特征和处理方式、方法和流程。

• 理工科思维
  • 数据、量化、逻辑性
• 计算机思维
  • 更强调逻辑性

例题

​ 100桶酒，其中一桶被混毒，有若干志愿者试验，试到毒便死。求以最短的时间内找到毒酒所在那桶，问至少要多少名志愿者？给出你的方案。

​ 解：由题意得，共有100桶酒，七位志愿者，可列下表以直观展现过程。

1. 首先将100桶酒利用二进制进行编号，则需要七位数（$100<2^7=128$）。如第1桶为0000001，第100桶为1100100。

2. 列出如下表格
   

3. 采用这样的方法：

   ​ 让每个志愿者都试自己所在列的位数为1的酒，例如一号志愿者要喝掉第100号酒。

4. 假如，6号志愿者出现反应，便排除了第六列位数为0的酒，再根据其他志愿者的反应，就可以确定到底是哪一桶酒。

本质上是“计算”。

计算机里为什么要采用二进制？

二进制将计算转化为逻辑判断。

数据结构的学习的目的？

培养计算机思维

​ 培养如何用计算机解决实际的问题，学会思考问题的方法以及如何将此问题转化为计算机可解的问题。

数据结构提升本科生的能力？

1. 具有批判性和系统性推理的能力
2. 具有形成概念和解决问题的能力
3. 具有判断什么意味着彻底理解某种东西的能力

• 具有独立思考的能力
• 具有辨别重要与琐碎，持久与短暂的东西的能力

下面对于数据结构的学习的几个问题看看你是否能回答上来？

1. 课程的目标是什么？

   ​ 解决什么问题

2. 解决问题的方法是什么？

   ​ 是系统的方法还是一门技术

3. 有什么实际应用？

   ​ 如何应用这些理论和方法解决其他的问题，见前面的例子。

对于这三个问题必须能清晰的回答出来，才可以说你的数据结构课程的理解到位。而不是课程考了多少分。

那如何学习数据结构呢？

1. 多动脑

   ​ —深入理解问题的本质，抽象出模型

2. 多动笔

   ​ —纸上推演，深刻领会

3. 多动手

   ​ —上机编程实践

   深入思考比勤奋更重要！

前言部分就结束了。如果你觉得很简单，那我羡慕你，如果你觉得难，那我想说很正常，数据结构不是单纯的一门技术（如果是的话，可能早过时了）。它作为一门系统的方法论，像哲学一样，一步步的带我们领悟计算机思维，把现实问题抽象为计算机问题，寻求最高效率的求解，这是一件有难度且也有魅力的事情。那接下来的课程，请随我一同探索吧~~ ^_^