前言
数据结构和算法是计算机科学的基石,是计算机的灵魂。要想成为计算机专业人员,学习和掌握算法是十分必要的。不懂数据结构和算法的人不可能写出效率更高的代码。计算机科学的很多新行业都离不开数据结构和算法作为基石,比如大数据、人工智能等。底层开发中也需要使用非常多的数据结构和算法知识,以保证底层系统的稳定性和高效性。
对算法的理解
计算机科学家尼古拉斯·沃斯在计算机领域有一句人尽皆知的名言:
'算法 + 数据结构 = 程序'(Algorithms+Data Structures=Programs)
所以数据结构和算法是程序员必须掌握的技能。尤其是到一些大公司面试的时候,算法更是一个少不了的环节,熟练掌握数据结构和算法,可以开拓我们的视野,提高我们的逻辑思维能力,在写代码和分析官方源码的时候也非常有帮助。学习数据结构和算法的一个好处就是:学完之后知识基本不会过时,可以永远为我们所用。大家都知道程序员需要不停地学习,因为知识更新太快,记得笔者上大学和后来开始工作的时候,非常喜欢研究官方源码和框架,如痴如醉,但很遗憾,现在很多框架都已被淘汰了,没被淘汰的也被更新得面目全非,然后还要不停地学习其他新的框架。笔者一直在思考,能不能学习一种永不过时的知识。后来就接触了数据结构和算法,这一接触就是好多年,学的那么多知识依然没有过时。比如 KMP 算法是在 1977 年被联合发表的,那么多年过去了,这种算法依然没有被淘汰,如果是一个框架,基本上很难保证那么多年还能存在,就算存在也会有大量的更新,还是需要不停地学习。
编写初衷
笔者具有 10 多年的开发经验,2017 年开始做算法试题并在公众号发布试题讲解,经常游走在全球 30 多个算法网站之间,累计做题 2000 多道,对算法试题有自己独特的解题思路和技巧。
笔者写这本书的初衷是希望能够帮助更多的程序员快速学习算法,我们都知道算法在整个 IT 行业算是比较难的,之前有很过程序员通过公众号加笔者微信,请教关于算法的题,刚开始笔者一一进行了回复,后来随着咨询量越来越大,笔者意识到大家迫切地需要算法相关知识的系统指导。结合笔者过往的写作和从业经历,便着手写一本算法书籍,希望能帮助大家更好地学习算法,于是这本《算法秘籍》就诞生了。
这本书的知识覆盖范围全面,总共分为 13 个章节,先是详细介绍了常见的八大数据结构。后面都是我们比较常见的算法题,其中包括了二叉树的 Morris 遍历,KMP 算法,马拉车算法等经典题型。
关于数据结构,大家普遍认为难度较大的可能就是图了,本书对图的分类,图的表示方式,图的遍历,以及图的各种经典算法比如迪杰斯特拉算法,普里姆算法,拓扑排序等都有大量介绍。


主要内容
数组,链表,队列,栈,散列表,AVL 树二叉搜索树,红黑树,字典树,哈夫曼树,线段树,笛卡尔树,堆,图的分类图的表示方式,图的遍历,迪杰斯特拉算法,贝尔曼福特算法,弗洛伊德算法,普里姆算法,SPFA,克鲁斯卡尔算法,博鲁夫卡算法,拓扑排序,冒泡排序,选择排序,插入排序,快速排序归并排序,堆排序,桶排序,基数排序希尔排序,计数排序,牛顿迭代法位运算,有限状态机,二叉树的遍历方式,Morris 遍历,递归,回溯算法,回溯剪枝,贪心算法,双指针,滑动窗口,Base64 编码深度优先搜索 (DFS),广度优先搜索(BFS),前缀和,动态规划,国王与金矿,01 背包完全背包,多重背包,组合与排列,并查集 KMP 算法,马拉车算法,算术表达式转换
本书的内容
本书以 Java 为描述语言,介绍了计算机编程中常用的数据结构和算法,主要内容如下。
第 1 章:主要介绍了 8 种数据结构,包括数组、链表、队列、栈、散列表、树、堆、图,然后每种数据结构又有细分,比如介绍树的时候有完全二叉树、满二叉树、二叉搜索树、AVL 树、红黑树、字典树、哈夫曼树、线段树、笛卡儿树等。图的介绍中也有一些经典的算法,比如迪杰斯特拉算法、弗洛伊德算法、普里姆算法和克鲁斯卡尔算法等。
第 2 章:介绍了几种经典排序算法,以及它们的稳定性分析。
第 3 章:主要介绍了一些位运算和常见操作符,还有一些简单的操作和使用技巧,如有限状态机和相关示例讲解。
第 4 章:介绍了和树有关的知识,比如树的遍历方式,包括 DFS 遍历、Morris 遍历,以及 BFS 遍历等。
第 5 章:分析了递归的原理和示例练习,可以把它看作是对一棵树的 DFS 遍历。


