《常用算法》課件

《常用算法》PPT課件(2)

制作人：PPt創(chuàng)作者時(shí)間：2024年X月目錄第1章常用算法的概述第2章常用排序算法第3章常用搜索算法第4章常用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法第5章常用圖算法第6章常用字符串算法第7章總結(jié)與展望01第1章常用算法的概述

什么是算法算法是解決問題的一系列步驟或規(guī)則的有限序列。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，算法是解決問題的有效方法。通過算法，我們可以解決各種問題，例如排序、搜索、最短路徑等。

算法的特性算法的步驟和規(guī)則應(yīng)該清晰明確明確定義性算法應(yīng)該能夠在有限步驟內(nèi)完成可行性算法在有限時(shí)間內(nèi)應(yīng)該完成有效性

排序算法冒泡排序快速排序歸并排序動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法背包問題最長(zhǎng)遞增子序列編輯距離其他算法貪心算法回溯算法分治算法算法的分類搜索算法二分查找廣度優(yōu)先搜索深度優(yōu)先搜索算法的應(yīng)用用于優(yōu)化程序性能和解決復(fù)雜問題計(jì)算機(jī)科學(xué)在機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)中有重要應(yīng)用人工智能用于基因組分析和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)生物信息學(xué)

總結(jié)了解常用算法對(duì)于提高問題解決能力至關(guān)重要。算法不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)，也廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域。通過學(xué)習(xí)不同類型的算法，可以提升解決問題的能力和效率。02第二章常用排序算法

冒泡排序冒泡排序的基本思想是相鄰元素兩兩比較，大的往后移。時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)，屬于簡(jiǎn)單排序算法。冒泡排序是一種穩(wěn)定的排序算法。

通過一趟排序?qū)⒋判蛴涗浄指畛瑟?dú)立的兩部分?；舅枷?103快速排序是一種不穩(wěn)定的排序算法。特點(diǎn)02O(nlogn)，屬于高效排序算法。時(shí)間復(fù)雜度時(shí)間復(fù)雜度O(nlogn)，屬于穩(wěn)定的排序算法。應(yīng)用場(chǎng)景歸并排序適用于大數(shù)據(jù)量的排序。穩(wěn)定性歸并排序是一種穩(wěn)定的排序算法。歸并排序基本思想將數(shù)組分為若干個(gè)子序列，分別排序后再合并。堆排序?qū)⒋判驍?shù)組構(gòu)建成一個(gè)大頂堆?；舅枷隣(nlogn)，屬于不穩(wěn)定的排序算法。時(shí)間復(fù)雜度堆排序的空間復(fù)雜度為O(1)?？臻g復(fù)雜度

總結(jié)常用排序算法包括冒泡排序、快速排序、歸并排序和堆排序。每種排序算法都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。了解排序算法的原理和復(fù)雜度有助于提高程序的效率和性能。03第三章常用搜索算法

O(logn)時(shí)間復(fù)雜度0103高效的查找算法優(yōu)點(diǎn)02有序數(shù)組的查找應(yīng)用場(chǎng)景深度優(yōu)先搜索（DFS）路徑搜索應(yīng)用場(chǎng)景遞歸實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)O(V+E)算法復(fù)雜度

特點(diǎn)隊(duì)列實(shí)現(xiàn)逐層遍歷算法復(fù)雜度O(V+E)適用于稠密圖

廣度優(yōu)先搜索（BFS）應(yīng)用場(chǎng)景最短路徑搜索連通性問題A*算法A*算法是一種綜合使用啟發(fā)函數(shù)和Dijkstra算法進(jìn)行路徑搜索的智能算法。通過啟發(fā)式估計(jì)可以有效地解決帶有啟發(fā)信息的最短路徑問題，是一種高效的搜索算法。

A*算法估計(jì)離目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離啟發(fā)函數(shù)綜合最優(yōu)性和完備性算法特點(diǎn)路徑規(guī)劃、游戲AI應(yīng)用領(lǐng)域

總結(jié)常用搜索算法包括二分查找、深度優(yōu)先搜索、廣度優(yōu)先搜索和A*算法。每種算法都有其特定的應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)具體問題需求選擇合適的算法進(jìn)行應(yīng)用。04第4章常用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法

背包問題背包問題是一種經(jīng)典的動(dòng)態(tài)規(guī)劃應(yīng)用，基本思想是將問題分解成多個(gè)子問題，并使用數(shù)組記錄中間結(jié)果。這種算法適用于解決最優(yōu)化問題，如背包問題、最長(zhǎng)公共子序列等。通過動(dòng)態(tài)規(guī)劃的方式，可以高效地求解背包問題，找到最優(yōu)解。

最長(zhǎng)遞增子序列算法思想動(dòng)態(tài)規(guī)劃以當(dāng)前元素為結(jié)尾的最長(zhǎng)遞增子序列長(zhǎng)度數(shù)組記錄通過動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法高效求解

核心思想動(dòng)態(tài)規(guī)劃0103網(wǎng)絡(luò)路由、交通規(guī)劃常用領(lǐng)域02之間的最短路徑計(jì)算節(jié)點(diǎn)狀態(tài)定義確定狀態(tài)邊界條件狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程關(guān)系遞推關(guān)系子問題求解最優(yōu)解合并

狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程動(dòng)態(tài)規(guī)劃核心概念求解方法應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)語動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法是一種重要的算法思想，通過將復(fù)雜問題分解成簡(jiǎn)單的子問題，并利用中間結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，能夠高效解決各種最優(yōu)化問題。熟練掌握動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，對(duì)于解決算法問題具有重要意義。05第五章常用圖算法

拓?fù)渑判蛲負(fù)渑判蚴菍⒂邢驘o環(huán)圖進(jìn)行排序的基本思想，通過使所有頂點(diǎn)滿足有向邊的指向關(guān)系來實(shí)現(xiàn)。該算法適用于解決任務(wù)調(diào)度、依賴關(guān)系等問題，是圖算法中常用且重要的一部分。最小生成樹最小生成樹的基本思想是求圖中權(quán)值最小的樹，使得所有頂點(diǎn)連通。Kruskal算法和Prim算法是常用的解決方法，它們?cè)诓煌瑘?chǎng)景下都有各自的優(yōu)勢(shì)和適用性。

最短路徑算法啟發(fā)式搜索算法A*算法單源最短路徑Dijkstra算法多源最短路徑Floyd算法

DFS深度優(yōu)先搜索0103

02BFS廣度優(yōu)先搜索最小生成樹求權(quán)值最小的樹Kruskal算法和Prim算法最短路徑算法A*算法Dijkstra算法Floyd算法圖的遍歷深度優(yōu)先搜索廣度優(yōu)先搜索常用圖算法總結(jié)拓?fù)渑判蜻m用于有向無環(huán)圖解決任務(wù)調(diào)度等問題06第六章常用字符串算法

KMP算法KMP算法是一種用于快速匹配字符串的算法。其基本思想是根據(jù)已知的部分匹配信息減少不必要的比較，從而提高匹配效率。適用于需要快速匹配字符串的問題。

字符串匹配算法適用于特定類型問題Boyer-Moore算法基于哈希的匹配算法Rabin-Karp算法減少不必要比較KMP算法

后綴數(shù)組后綴數(shù)組是一種重要的字符串?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于高效解決字符串相關(guān)問題。通過后綴數(shù)組，可以快速求解最長(zhǎng)公共子串、最長(zhǎng)回文子串等問題，提高算法效率。衡量字符串相似程度指標(biāo)評(píng)估0103

02常用于求解編輯距離動(dòng)態(tài)規(guī)劃Boyer-Moore算法適用于特定類型問題自右向左匹配Rabin-Karp算法基于哈希的匹配算法適用于大文本匹配后綴數(shù)組用于解決字符串相關(guān)問題求解最長(zhǎng)公共子串字符串算法比較KMP算法減少不必要的比較適用于快速匹配字符串算法選擇建議適用于快速匹配字符串KMP算法適用于特定類型問題Boyer-Moore算法適用于大文本匹配Rabin-Karp算法高效解決字符串問題后綴數(shù)組07第7章總結(jié)與展望

常用算法在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用常用算法在實(shí)際項(xiàng)目中有著廣泛的應(yīng)用，如搜索引擎、推薦系統(tǒng)、智能大數(shù)據(jù)分析等。熟練掌握常用算法對(duì)于解決實(shí)際問題非常重要。算法的學(xué)習(xí)路徑如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法思想等系統(tǒng)性地掌握基礎(chǔ)知識(shí)才能提高解決問題的能力不斷練習(xí)、實(shí)踐

算法不斷演進(jìn)快速發(fā)展的人工智能、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域0103

02未來算法發(fā)展趨勢(shì)注重效率、可擴(kuò)展性和智能化希望大家通過學(xué)習(xí)《常用算法》能夠提升自己的算法能力解決更多問題

結(jié)語計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)每個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生必備的技能常用算法學(xué)習(xí)《常用算法》是每個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的必備技能。通過掌握基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法思想，可以提升解決實(shí)際問題的能力。

算法的重要性常用算法能夠幫助解決實(shí)際項(xiàng)目中的各種問題解決實(shí)際問題搜索引擎、推薦系統(tǒng)、智能大數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用熟練掌握算法可以提升個(gè)人技能水平提升技能

掌握基礎(chǔ)知識(shí)如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法思想系統(tǒng)性學(xué)習(xí)0103了解未來算法的發(fā)展方向跟隨發(fā)展趨勢(shì)02不斷實(shí)踐，提高解決問題的能力