1、概述

1、概述

1、什么是数据结构

数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中的操作对象，以及他们之间的关系和操作等相关问题的学科。

简单的说：数据结构就是把数据元素按照一定的关系组织起来的集合，用来组织和存储数据

2、数据结构分类

传统上，我们可以把数据结构分为逻辑结构和物理结构两大类。

1、逻辑结构

逻辑结构是从具体问题中抽象出来的模型，是抽象意义上的结构，按照对象中数据元素之间的相互关系分类。

1. 集合结构：集合结构中数据元素除了属于同一个集合外，他们之间没有任何其他的关系。

2. 线性结构：线性结构中的数据元素之间存在一对一的关系

3. 树形结构：树形结构中的数据元素之间存在一对多的层次关系

4. 图形结构：图形结构的数据元素是多对多的关系

2、物理结构

逻辑结构在计算机中真正的表示方式（又称为映像）称为物理结构，也可以叫做存储结构。常见的物理结构有顺序存储结构、链式存储结构。

1. 顺序存储结构：把数据元素放到地址连续的存储单元里面，其数据间的逻辑关系和物理关系是一致的 ，比如我们常用的数组就是顺序存储结构。

顺序存储结构存在一定的弊端，就像生活中排时也会有人插队也可能有人有特殊情况突然离开，这时候整个结构都处于变化中，此时就需要链式存储结构。

2. 链式存储结构：是把数据元素存放在任意的存储单元里面，这组存储单元可以是连续的也可以是不连续的。此时，数据元素之间并不能反映元素间的逻辑关系，因此在链式存储结构中引进了一个指针存放数据元素的地址，这样通过地址就可以找到相关联数据元素的位置

3、什么是算法

算法是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法解决问题的策略
机制。也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。

简单的说：根据一定的条件，对一些数据进行计算，得到需要的结果。

4、算法初体验

1、案例1

计算1到100的和

解法1：

/**
     * 解法1：利用for循环相加
     * @param n
     * @return
     */
public int getSum(int n){
    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        sum += i;
    }
    return sum;
}

解法2：

/**
     * 利用高斯定理
     * @param n
     * @return
     */
public int getSum2(int n){
    int sum = (n + 1)*n/2;
    return sum;
}

第一种解法要完成需求，要完成以下几个动作：
1.定义两个整型变量；
2.执行100次加法运算；
3.打印结果到控制台；

第二种解法要完成需求，要完成以下几个动作：
1.定义两个整型变量；
2.执行1次加法运算，1次乘法运算，一次除法运算，总共3次运算；
3.打印结果到控制台；

很明显，第二种算法完成需求，花费的时间更少一些。

2、案例2

计算10的阶乘

解法1：

/**
     * 利用递归计算
     * @param n
     * @return
     */
public int getFactorial(int n){
    if(1 == n){
        return 1;
    }
    return n * getFactorial(n - 1);
}

解法2：

  public int getFactorial2(int n){
        int sum = 1;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            sum *= i;
        }
        return sum;
    }

第一种解法，使用递归完成需求，fun1方法会执行10次，并且第一次执行未完毕，调用第二次执行，第二次执行未完毕，调用第三次执行...最终，最多的时候，需要在栈内存同时开辟10块内存分别执行10个fun1方法。

第二种解法，使用for循环完成需求，fun2方法只会执行一次，最终，只需要在栈内存开辟一块内存执行fun2方法
即可。

很明显，第二种算法完成需求，占用的内存空间更小。