用 Python 打牢编程基础,掌握核心算法思维
本教程围绕 Python 数据结构与算法 展开,依据系统的知识体系,从基础概念逐步深入到复杂应用。结合理论讲解与 Python 实战代码,帮助读者掌握数据结构与算法的核心内容,提升编程思维与问题解决能力。
🎯 适用人群:
- 具备 Python 基础语法,希望进阶学习数据结构与算法的开发者
- 计算机相关专业的学生
- 准备技术面试的求职者
📌 学习目标:
搭建数据结构与算法的知识框架,理解基本概念与分析方法。
📚 内容要点:
- 学习数据结构与算法的意义
- 数据逻辑结构与存储结构
- 抽象数据类型(ADT)
- 算法特性、描述方式及复杂度分析(时间 & 空间)
- 学习技巧与配套练习题
🛠️ 实践建议:
手动实现简单排序算法(如冒泡排序),并分析其时间和空间复杂度。
📌 学习目标:
掌握线性表、栈、队列的原理与 Python 实现,熟悉典型应用场景。
📚 内容要点:
- 线性表: 定义、顺序表、链表(单链表、循环链表、双向链表)、多项式表示与运算
- 栈: 顺序栈、链栈、进制转换、表达式求值、递归关系
- 队列: 顺序队列、循环队列、双端队列、杨辉三角、回文判断
🛠️ 实践建议:
- 用链表实现学生信息管理系统(增删改查)
- 使用栈实现简易计算器,处理加减乘除表达式
- 用队列模拟超市收银台排队场景
- 串的定义与操作(KMP 等模式匹配算法)
- 数组存储与压缩(稀疏矩阵)
- 广义表表示与操作
🛠️ 实践:实现字符串匹配工具,图像像素压缩等
- 二叉树性质、遍历、线索化
- 树与森林转换
- 并查集、哈夫曼树及其应用
🛠️ 实践:构建二叉树并实现遍历;使用哈夫曼树实现文件压缩
- 图的定义与存储(邻接矩阵、邻接表)
- 图的深度优先与广度优先遍历
- 最小生成树、拓扑排序、关键路径、最短路径算法(Dijkstra、Floyd)
🛠️ 实践:社交网络图遍历、城市最短路径计算
- 高级树结构(如红黑树、B树)
- 图论进阶算法
- 高效查找结构(跳表、布隆过滤器)
- 静态查找(顺序、有序、索引查找)
- 动态查找(BST、AVL、B/B+树)
- 哈希表构造与冲突处理策略
🛠️ 实践:构建哈希表存储学生成绩,对比不同查找效率
- 插入排序(直接、折半、希尔)
- 选择排序(简单、堆排序)
- 交换排序(冒泡、快速)
- 归并排序、基数排序
🛠️ 实践:对大规模数据进行排序实验,分析性能差异
✅ 循序渐进:从基础开始,逐步深入,构建完整的知识体系。
💻 重视实践:每章附带 Python 示例代码,动手编写并调试,加深理解。
🔍 查漏补缺:完成章节练习,回顾错题,尝试拓展项目(如图算法解决路径规划问题)。
- 有 Python 基础,想系统学习数据结构与算法的开发者
- 计算机相关专业学生,辅助课程学习
- 正在准备技术面试,需强化算法考点的求职者
欢迎任何形式的贡献与交流,共同完善本教程:
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