Python數據結構與算法設計總結篇


1.Python數據結構篇

數據結構篇主要是閱讀[Problem Solving with Python]( http://interactivepython.org/courselib/static/pythonds/index.html)時寫下的閱讀記錄,當然,也結合了部分[算法導論]( http://en.wikipedia.org/wiki/Introduction_to_Algorithms)中的內容,此外還有不少wikipedia上的內容,所以內容比較多,可能有點雜亂。這部分主要是介紹了如何使用Python實現常用的一些數據結構,例如堆棧、隊列、二叉樹等等,也有Python內置的數據結構性能的分析,同時還包括了搜索和排序(在算法設計篇中會有更加詳細的介紹)的簡單總結。每篇文章都有實現代碼,內容比較多,簡單算法一般是大致介紹下思想及算法流程,復雜的算法會給出各種圖示和代碼實現詳細介紹。這一部分是下面算法設計篇的前篇,如果數據結構還不錯的可以直接看算法設計篇,遇到問題可以回來看數據結構篇中的某個具體內容充電一下,嘿嘿。 

(1)[搜索]( http://hujiaweibujidao.github.io/blog/2014/05/07/python-algorithms-search/) 簡述順序查找和二分查找,詳述Hash查找(hash函數的設計以及如何避免沖突) 

(2)[排序]( http://hujiaweibujidao.github.io/blog/2014/05/07/python-algorithms-sort/)  簡述各種排序算法的思想以及它的圖示和實現 

(3)[數據結構]( http://hujiaweibujidao.github.io/blog/2014/05/08/python-algorithms-datastructures/)  簡述Python內置數據結構的性能分析和實現常用的數據結構:棧、隊列和二叉堆 

(4)[樹總結](http://hujiaweibujidao.github.io/blog/2014/05/08/python-algorithms-Trees/)  簡述二叉樹,詳述二叉搜索樹和AVL樹的思想和實現

 

2.Python算法設計篇

算法設計篇主要是閱讀[Python Algorithms: Mastering Basic Algorithms in the Python Language](http://link.springer.com/book/10.1007%2F978-1-4302-3238-4)[**點擊鏈接可進入Springer下載原書電子版**]之后寫下的讀書總結,原書大部分內容結合了經典書籍[算法導論](http://en.wikipedia.org/wiki/Introduction_to_Algorithms),內容更加細致深入,主要是介紹了各種常用的算法設計思想,以及如何使用Python高效巧妙地實現這些算法,這里有別於前面的數據結構篇,部分算法例如排序就不會詳細介紹它的實現細節,而是側重於它內在的算法思想。這部分使用了一些與數據結構有關的第三方模塊,因為這篇的重點是算法的思想以及實現,所以並沒有去重新實現每個數據結構,但是在介紹算法的同時會分析Python內置數據結構以及第三方數據結構模塊的優缺點,也就意味着該篇比前面都要難不少,但是我想我的介紹應該還算簡單明了,嘿嘿,除此之外,里面還有很多關於python開發的內容,精彩不容錯過!

這里每篇文章都有實現代碼,但是代碼我一般都不會分析,更多地是分析算法思想,所以內容都比較多,即便如此也沒有包括原書對應章節的所有內容,因為內容實在太豐富了,所以我只是選擇經典的算法實例來介紹算法核心思想,除此之外,還有不少內容是原書沒有的,部分是來自算法導論,部分是來自我自己的感悟,嘻嘻。該篇對於大神們來說是小菜,請一笑而過,對於菜鳥們來說可能有點難啃,所以最適合的是和我水平差不多的,對各個算法都有所了解但是理解還不算深刻的半桶水的程序猿,嘿嘿。 

本篇的順序按照原書[Python Algorithms: Mastering Basic Algorithms in the Python Language](http://link.springer.com/book/10.1007%2F978-1-4302-3238-4)的章節來安排的(章節標題部分相同部分不同喲),為了節省時間以及保持原著的原滋原味,部分內容(一般是比較難以翻譯和理解的內容)直接摘自原著英文內容。  

**1.你也許覺得很多內容你都知道嘛,沒有看的必要,其實如果是我的話我也會這么想,但是如果只是歸納一個算法有哪些步驟,那這個總結也就沒有意義了,我覺得這個總結的亮點在於想辦法說清楚一個算法是怎么想出來的,有哪些需要注意的,如何進行優化的等等。** 

**2.你也許還會說算法導論不是既權威又全面么,基本上每個算法都還有詳細的證明呢,讀算法導論豈不更好些,當然,你如果想讀算法導論我不攔着你,讀完了感覺自己整個人都不好了別怪小弟沒有提醒你喲,嘻嘻嘻,左一個性質右一個定理實在不適合算法科普的啦,沒有幾個人能夠堅持讀完的。** 

**3.如果你細讀本系列的話我保證你會有不少收獲的,需要看算法導論哪個部分的地方我會給出提示的,嘿嘿。溫馨提示,精彩內容從第4節開始喲,么么噠 O(∩_∩)O~** 

(1)[Python Algorithms - C1 Introduction]( http://hujiaweibujidao.github.io/blog/2014/07/01/python-algorithms-introduction/)  

本節主要是對原書中的內容做些簡單介紹,說明算法的重要性以及各章節的內容概要。 

(2)[Python Algorithms - C2 The basics]( http://hujiaweibujidao.github.io/blog/2014/07/01/python-algorithms-the-basics/)  

本節主要介紹了三個內容:算法漸近運行時間的表示方法、六條算法性能評估的經驗以及Python中樹和圖的實現方式。 

(3)[Python Algorithms - C3 Counting 101]( http://hujiaweibujidao.github.io//blog/2014/07/01/python-algorithms-counting-101/)  

原書主要介紹了一些基礎數學,例如排列組合以及遞歸循環等,但是本節只重點介紹計算算法的運行時間的三種方法 

(4)[Python Algorithms - C4 Induction and Recursion and Reduction](http://hujiaweibujidao.github.io/blog/2014/07/01/python-algorithms-induction/)  

本節主要介紹算法設計的三個核心知識:Induction(推導)、Recursion(遞歸)和Reduction(規約),這是原書的重點和難點部分 

(5)[Python Algorithms - C5 Traversal]( http://hujiaweibujidao.github.io/blog/2014/07/01/python-algorithms-traversal/)  

本節主要介紹圖的遍歷算法BFS和DFS,以及對拓撲排序的另一種解法和尋找圖的(強)連通分量的算法 

(6)[Python Algorithms - C6 Divide and Combine and Conquer](http://hujiaweibujidao.github.io/blog/2014/07/01/python-algorithms-divide-and-combine-and-conquer/)  

本節主要介紹分治法策略,提到了樹形問題的平衡性以及基於分治策略的排序算法 

(7)[Python Algorithms - C7 Greedy]( http://hujiaweibujidao.github.io/blog/2014/07/01/python-algorithms-greedy/)  

本節主要通過幾個例子來介紹貪心策略,主要包括背包問題、哈夫曼編碼和最小生成樹 

(8)[Python Algorithms - C8 Dynamic Programming]( http://hujiaweibujidao.github.io/blog/2014/07/01/python-algorithms-dynamic-programming/)  

本節主要結合一些經典的動規問題介紹動態規划的備忘錄法和迭代法這兩種實現方式,並對這兩種方式進行對比 

(9)[Python Algorithms - C9 Graphs]( http://hujiaweibujidao.github.io/blog/2014/07/01/python-algorithms-graphs/)  

本節主要介紹圖算法中的各種最短路徑算法,從不同的角度揭示它們的內核以及它們的異同

 


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