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# 1.1   算法无处不在
当我们听到“算法”这个词时,很自然地会想到数学。然而实际上,许多算法并不涉及复杂数学,而是更多地依赖基本逻辑,这些逻辑在我们的日常生活中处处可见。
当我们听到“算法”这个词时,很自然地会想到数学。然而实际上,许多算法并不涉及复杂数学,而是更多地依赖基本逻辑,这些逻辑在我们的日常生活中处处可见。
在正式探讨算法之前,有一个有趣的事实值得分享:**你已经在不知不觉中学会了许多算法,并习惯将它们应用到日常生活中了**。下面我将举几个具体例子来证实这一点。
在正式探讨算法之前,有一个有趣的事实值得分享:**你已经在不知不觉中学会了许多算法,并习惯将它们应用到日常生活中了**。下面我将举几个具体例子来证实这一点。
**例一:查阅字典**。在字典里,每个汉字都对应一个拼音,而字典是按照拼音字母顺序排列的。假设我们需要查找一个拼音首字母为 $r$ 的字,通常会按照图 1-1 所示的方式实现。
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<p align="center"> 图 1-1 &nbsp; 查字典步骤 </p>
字典这个小学生必备技能,实际上就是著名的二分查找算法。从数据结构的角度,我们可以把字典视为一个已排序的“数组”;从算法的角度,我们可以将上述查字典的一系列操作看作“二分查找”。
查字典这个小学生必备技能,实际上就是著名的二分查找算法。从数据结构的角度,我们可以把字典视为一个已排序的“数组”;从算法的角度,我们可以将上述查字典的一系列操作看作“二分查找”。
**例二:整理扑克**。我们在打牌时,每局都需要整理扑克牌,使其从小到大排列,实现流程如图 1-2 所示。
**例二:整理扑克**。我们在打牌时,每局都需要整理手中的扑克牌,使其从小到大排列,实现流程如图 1-2 所示。
1. 将扑克牌划分为“有序”和“无序”两部分,并假设初始状态下最左 1 张扑克牌已经有序。
2. 在无序部分抽出一张扑克牌,插入至有序部分的正确位置;完成后最左 2 张扑克已经有序。
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<p align="center"> 图 1-2 &nbsp; 扑克排序步骤 </p>
上述整理扑克牌的方法本质上是“插入排序”算法,它在处理小型数据集时非常高效。许多编程语言的排序库函数中都存在插入排序的身影。
上述整理扑克牌的方法本质上是“插入排序”算法,它在处理小型数据集时非常高效。许多编程语言的排序库函数中都插入排序的身影。
**例三:货币找零**。假设我们在超市购买了 $69$ 元的商品,给了收银员 $100$ 元,则收银员需要找我们 $31$ 元。他会很自然地完成如图 1-3 所示的思考。
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在以上步骤中,我们每一步都采取当前看来最好的选择(尽可能用大面额的货币),最终得到了可行的找零方案。从数据结构与算法的角度看,这种方法本质上是“贪心”算法。
小到烹饪一道菜,大到星际航行,几乎所有问题的解决都离不开算法。计算机的出现使我们能够通过编程将数据结构存储在内存中,同时编写代码调用 CPU 和 GPU 执行算法。这样一来,我们就能把生活中的问题转移到计算机上,以更高效的方式解决各种复杂问题。
小到烹饪一道菜,大到星际航行,几乎所有问题的解决都离不开算法。计算机的出现使我们能够通过编程将数据结构存储在内存中,同时编写代码调用 CPU 和 GPU 执行算法。这样一来,我们就能把生活中的问题转移到计算机上,以更高效的方式解决各种复杂问题。
!!! tip
如果你对数据结构、算法、数组和二分查找等概念仍感到一知半解,请继续往下阅读,本书将引导你迈入数据结构与算法的知识殿堂。
如果你对数据结构、算法、数组和二分查找等概念仍感到一知半解,请继续往下阅读,本书将引导你迈入数据结构与算法的知识殿堂。