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数据结构需要哪些数学知识

发布时间:2022-11-16 12:58:27

⑴ 数据结构与算法分析 需要什么数学知识

离散数学,高等数学,概率论与数理统计,有一本springer出版的书,叫做计算机数学,里面包括了常用的数学理论,书不是特别后,但是作为科普读一下很有帮助,也不建议买专业的数学教材,内容广泛却缺乏重点,难以一针见血的给你启示。

⑵ 数据结构用到离散数学的 哪些知识

一、语言是最重要的基本功

无论侧重于什么方面,只要是通过计算机程序去最终实现的竞赛,语言都是大家要
过的第一道关。亚洲赛区的比赛支持的语言包括C/C++与JAVA。笔者首先说说JAVA,众所
周知,作为面向对象的王牌语言,JAVA在大型工程的组织与安全性方面有着自己独特的
优势,但是对于信息学比赛的具体场合,JAVA则显得不那么合适,它对于输入输出流的
操作相比于C++要繁杂很多,更为重要的是JAVA程序的运行速度要比C++慢10倍以上,而
竞赛中对于JAVA程序的运行时限却往往得不到同等比例的放宽,这无疑对算法设计提出
了更高的要求,是相当不利的。其实,笔者并不主张大家在这种场合过多地运用面向对
象的程序设计思维,因为对于小程序来说这不旦需要花费更多的时间去编写代码,也会
降低程序的执行效率。

接着说C和C++。许多现在参加讲座的同学还在上大一,C的基础知识刚刚学完,还没
有接触过C++,其实在赛场上使用纯C的选手还是大有人在的,它们主要是看重了纯C在效
率上的优势,所以这部分同学如果时间有限,并不需要急着去学习新的语言,只要提高
了自己在算法设计上的造诣,纯C一样能发挥巨大的威力。

而C++相对于C,在输入输出流上的封装大大方便了我们的操作,同时降低了出错的
可能性,并且能够很好地实现标准流与文件流的切换,方便了调试的工作。如果有些同
学比较在意这点,可以尝试C和C++的混编,毕竟仅仅学习C++的流操作还是不花什么时间
的。

C++的另一个支持来源于标准模版库(STL),库中提供的对于基本数据结构的统一
接口操作和基本算法的实现可以缩减我们编写代码的长度,这可以节省一些时间。但是
,与此相对的,使用STL要在效率上做出一些牺牲,对于输入规模很大的题目,有时候必
须放弃STL,这意味着我们不能存在“有了STL就可以不去管基本算法的实现”的想法;
另外,熟练和恰当地使用STL必须经过一定时间的积累,准确地了解各种操作的时间复杂
度,切忌对STL中不熟悉的部分滥用,因为这其中蕴涵着许多初学者不易发现的陷阱。

通过以上的分析,我们可以看出仅就信息学竞赛而言,对语言的掌握并不要求十分
全面,但是对于经常用到的部分,必须十分熟练,不允许有半点不清楚的地方,下面我
举个真实的例子来说明这个道理——即使是一点很细微的语言障碍,都有可能酿成错误


在去年清华的赛区上,有一个队在做F题的时候使用了cout和printf的混合输出,由
于一个带缓冲一个不带,所以输出一长就混乱了。只是因为当时judge team中负责F题的
人眼睛尖,看出答案没错只是顺序不对(答案有一页多,是所有题目中最长的一个输出
),又看了看程序发现只是输出问题就给了个Presentation error(格式错)。如果审
题的人不是这样而是直接给一个 Wrong Answer,相信这个队是很难查到自己错在什么地
方的。

现在我们转入第二个方面的讨论,基础学科知识的积累。

二、以数学为主的基础知识十分重要

虽然被定性为程序设计竞赛,但是参赛选手所遇到的问题更多的是没有解决问题的
思路,而不是有了思路却死活不能实现,这就是平时积累的基础知识不够。今年World
Final的总冠军是波兰华沙大学,其成员出自于数学系而非计算机系,这就是一个鲜活的
例子。竞赛中对于基础学科的涉及主要集中于数学,此外对于物理、电路等等也可能有
一定应用,但是不多。因此,大一的同学也不必为自己还没学数据结构而感到不知从何
入手提高,把数学捡起来吧!下面我来谈谈在竞赛中应用的数学的主要分支。

1、离散数学——作为计算机学科的基础,离散数学是竞赛中涉及最多的数学分支,
其重中之重又在于图论和组合数学,尤其是图论。

图论之所以运用最多是因为它的变化最多,而且可以轻易地结合基本数据结构和许
多算法的基本思想,较多用到的知识包括连通性判断、DFS和BFS,关节点和关键路径、
欧拉回路、最小生成树、最短路径、二部图匹配和网络流等等。虽然这部分的比重很大
,但是往往也是竞赛中的难题所在,如果有初学者对于这部分的某些具体内容暂时感到
力不从心,也不必着急,可以慢慢积累。

竞赛中设计的组合计数问题大都需要用组合数学来解决,组合数学中的知识相比于
图论要简单一些,很多知识对于小学上过奥校的同学来说已经十分熟悉,但是也有一些
部分需要先对代数结构中的群论有初步了解才能进行学习。组合数学在竞赛中很少以难
题的形式出现,但是如果积累不够,任何一道这方面的题目却都有可能成为难题。

2、数论——以素数判断和同余为模型构造出来的题目往往需要较多的数论知识来解
决,这部分在竞赛中的比重并不大,但只要来上一道,也足以使知识不足的人冥思苦想
上一阵时间。素数判断和同余最常见的是在以密码学为背景的题目中出现,在运用密码
学常识确定大概的过程之后,核心算法往往要涉及数论的内容。

3、计算几何——计算几何相比于其它部分来说是比较独立的,就是说它和其它的知
识点很少有过多的结合,较常用到的部分包括——线段相交的判断、多边形面积的计算
、内点外点的判断、凸包等等。计算几何的题目难度不会很大,但也永远不会成为最弱
的题。

4、线性代数——对线性代数的应用都是围绕矩阵展开的,一些表面上是模拟的题目
往往可以借助于矩阵来找到更好的算法。

5、概率论——竞赛是以黑箱来判卷的,这就是说你几乎不能动使用概率算法的念头
,但这也并不是说概率就没有用。关于这一点,只有通过一定的练习才能体会。

6、初等数学与解析几何——这主要就是中学的知识了,用的不多,但是至少比高等
数学多,我觉得熟悉一下数学手册上的相关内容,至少要知道在哪儿能查到,还是必要
的。

7、高等数学——纯粹运用高等数学来解决的题目我接触的只有一道,但是一些题目
的叙述背景往往需要和这部分有一定联系,掌握得牢固一些总归没有坏处。

以上就是竞赛所涉及的数学领域,可以说范围是相当广的。我认识的许多人去搞信
息学的竞赛就是为了逼着自己多学一点数学,因为数学是一切一切的基础。

⑶ 数据结构需要数学知识吗 不带算法

需要的很少,只是平时用到的比较简单的公式,数据结构主要是算法,只有好的算法才有好的程序

⑷ 学习数据结构需要涉及到那些数学基础知识

你这些符号有几何、集合、数论、极限等方面的符号。我认为,你既已学编程,连下标也不懂说明数学太薄弱,那么这些数学知识暂不宜做太深入研究。建议你找有关书籍,初步了解这些符号的意义及用法为限,先把编程的初步扛过去,将来再深入学习。

⑸ 《数据结构》这门课需要哪些数学知识

了解一门程序设计的语言,主要是理解一些算法,不需要什么大的数学知识的

⑹ 请教各位老师,想学数据结构和算法需要哪些高等数学

数据结构对于数学的要求还比较低,当然说的是低级数据结构,高级点的可以说是算法需要比较身后的集合论,微积分,离散数学了

⑺ 学习数据结构需要哪些数学知识

学习数据结构我个人认为如果将来只侧重于实用,不做很深研究的话,只要掌握高中的所有数学知识就行。强调一下,虽然只需要掌握高中的数学知识,但是,你必须学的精。高考必须可以考135以上。最早的计算机模型就是由数学家提出的,所以这个标准不知道你是否觉得苛刻了点。如果这个层次都达不到。那么你是不可能学精通的。当然,由于数学与计算机之间有着千丝万屡的联系,所以我还是希望你能把大学的数学知识都学好,例如离散数学,线性代数——。这样对你的提高有百利而无一害。(这里谈一点我的心得)

⑻ 数据结构的基础知识

第一章 什么是数据结构

1.1 基本概念和术语
1.2 数据的逻辑结构和物理结构

1.1 基本概念和术语

1.数据(data):

是对客观事物的符号的表示,是所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。

2.数据元素(data element):
是数据的基本单位,在计算机程序中通常作为一个整体来处理。一个数据元素由多个 数据项(data item)组成,数据 项是数据不可分割的最小单位。

3.数据结构(data structure):

是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。数据结构是一个二元组,记为:

data_structure=(D,S).其中D为数据元素的集合,S是D上关系的集合。

数据元素相互之间的关系称为结构(structure)。根据数据元素之间关系的不同特性,通常由下列四类基本结构:

(1)集合:数据元素间的关系是同属一个集合。(图1)

(2)线性结构:数据元素间存在一对一的关系。(图2)

(3)树形结构:结构中的元素间的关系是一对多的关系。(图3)

(4)图(网)状结构:结构中的元素间的关系是多对多的关系。(图4)
1.2 数据的逻辑结构和物理结构
逻辑结构:数据元素之间存在的关系(逻辑关系)叫数据的逻辑结构。

物理结构:数据结构在计算机中的表示(映象)叫数据的物理结构。

一种逻辑结构可映象成不同的存储结构:顺序存储结构和非顺序存储结构(链式存储结构和散列结构)。

⑼ 学数据结构和算法要学高数么

我学的是计算机和数学的交叉课程!总结一下,如果你不是做研究和向很前沿发展:
1.数据结构和算法很重要。
2. 高等数学对数据结构基本没有帮助,但并不一定非要学!离散数学有用!

3. 你看得算法和应用的书,直接看大学教材《数据结构》就可以,通篇都是C语言的举例,很好懂,和数学关系很小

4. 阅读优秀的源代码很多时候都只能理解里面的小技巧,对作者的构思没有系统的学过设计话你是参悟不到的,因此一边读代码一边看书都可以

另外数据结构真的不难,也不需要懂太多数学知识,其实大部分都是基础算法,建议你安装一个标C的编译器,按照教材多学多做,很快就能掌握了

现在实际上应用的数据结构专门知识其实很少,大部分都是简单应用

⑽ 学数据结构和算法之前要先学什么

很显然你首先需要会一门编程语言。数据结构可以在不同的语言下实现,你可以看常用的数据结构教材,有的基于C,有的基于JAVA,所以在学习数据结构与算法之前,先学会一门语言是很有必要的事情。

因为数据结构书中很多内容用到的都是C语言伪代码,如果不懂C语言的话应该是看不懂的。多了解一下点C语言、数据类型、循环分支、结构体、指针等基本知识。一般来说,学习完c语言之后,效率会比较高点,另外数学好的话对理解算法是有好处的,动态规划啊,决策树啊之类的,具体的知识可以去小码哥李明杰了解。

因为数据结构是需要编程实现的。在内容上,数据结构很大一部分是独立的,但也有一部分与其它课程有关,比如离散数学,线性代数等,不过也没多大影响,书上都带有详细介绍。数据结构理论性很强,需要多动手写代码,理解好原理,而且会编程实现,这两方面都很重要。

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