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<h1 id="11">1.1. 算法无处不在<a class="headerlink" href="#11" title="Permanent link">¶</a></h1>
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<p>听到“算法”这个词,我们一般会联想到数学。但实际上,大多数算法并不包含复杂的数学,而更像是在考察基本逻辑,而这些逻辑在我们日常生活中处处可见。</p>
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<p>在正式介绍算法之前,我想告诉你一件有趣的事:<strong>其实,你在过去已经学会了很多算法,并且已经习惯将它们应用到日常生活中</strong>。接下来,我将介绍两个具体例子来佐证。</p>
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<p><strong>例一:拼积木</strong>。一套积木,除了有许多部件之外,还会附送详细的拼装说明书。我们按照说明书上一步步操作,即可拼出复杂的积木模型。</p>
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<p>如果从数据结构与算法的角度看,大大小小的「积木」就是数据结构,而「拼装说明书」上的一系列步骤就是算法。</p>
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<p><strong>例二:查字典</strong>。在字典中,每个汉字都有一个对应的拼音,而字典是按照拼音的英文字母表顺序排列的。假设需要在字典中查询任意一个拼音首字母为 <span class="arithmatex">\(r\)</span> 的字,一般我们会这样做:</p>
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<p>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,而是更多地依赖于基本逻辑,这些逻辑在我们的日常生活中处处可见。</p>
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<p>在正式探讨算法之前,有一个有趣的事实值得分享:<strong>实际上,你已经学会了许多算法,并习惯将他们应用到日常生活中了</strong>。下面,我将举两个具体例子来证实这一点。</p>
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<p><strong>例一:组装积木</strong>。一套积木,除了包含许多零件之外,还附有详细的组装说明书。我们按照说明书一步步操作,就能组装出精美的积木模型。</p>
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<p>从数据结构与算法的角度来看,积木的各种形状和连接方式代表数据结构,而组装说明书上的一系列步骤则是算法。</p>
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<p><strong>例二:查阅字典</strong>。在字典里,每个汉字都对应一个拼音,而字典是按照拼音的英文字母顺序排列的。假设我们需要查找一个拼音首字母为 <span class="arithmatex">\(r\)</span> 的字,通常会这样操作:</p>
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<li>打开字典大致一半页数的位置,查看此页的首字母是什么(假设为 <span class="arithmatex">\(m\)</span> );</li>
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<li>由于在英文字母表中 <span class="arithmatex">\(r\)</span> 在 <span class="arithmatex">\(m\)</span> 的后面,因此应排除字典前半部分,查找范围仅剩后半部分;</li>
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<li>循环执行步骤 1-2 ,直到找到拼音首字母为 <span class="arithmatex">\(r\)</span> 的页码时终止。</li>
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<li>翻开字典约一半的页数,查看该页首字母是什么(假设为 <span class="arithmatex">\(m\)</span> );</li>
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<li>由于在英文字母表中 <span class="arithmatex">\(r\)</span> 位于 <span class="arithmatex">\(m\)</span> 之后,所以排除字典前半部分,查找范围缩小到后半部分;</li>
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<li>不断重复步骤 1-2 ,直至找到拼音首字母为 <span class="arithmatex">\(r\)</span> 的页码为止。</li>
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</ol>
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<div class="tabbed-set tabbed-alternate" data-tabs="1:5"><input checked="checked" id="__tabbed_1_1" name="__tabbed_1" type="radio" /><input id="__tabbed_1_2" name="__tabbed_1" type="radio" /><input id="__tabbed_1_3" name="__tabbed_1" type="radio" /><input id="__tabbed_1_4" name="__tabbed_1" type="radio" /><input id="__tabbed_1_5" name="__tabbed_1" type="radio" /><div class="tabbed-labels"><label for="__tabbed_1_1"><1></label><label for="__tabbed_1_2"><2></label><label for="__tabbed_1_3"><3></label><label for="__tabbed_1_4"><4></label><label for="__tabbed_1_5"><5></label></div>
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<div class="tabbed-content">
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<p>查字典这个小学生的标配技能,实际上就是大名鼎鼎的「二分查找」。从数据结构角度,我们可以将字典看作是一个已排序的「数组」;而从算法角度,我们可将上述查字典的一系列指令看作是「二分查找」算法。</p>
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<p>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,使我们可以通过编程将数据结构存储在内存中,也可以编写代码来调用 CPU, GPU 执行算法,从而将生活中的问题搬运到计算机中,更加高效地解决各式各样的复杂问题。</p>
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<p>查阅字典这个小学生必备技能,实际上就是著名的「二分查找」。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是「二分查找」算法。</p>
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<p>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。</p>
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<div class="admonition tip">
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<p class="admonition-title">Tip</p>
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<p>读到这里,如果你感到对数据结构、算法、数组、二分查找等此类概念一知半解,那么就太好了!因为这正是本书存在的价值,接下来,本书将会一步步地引导你进入数据结构与算法的知识殿堂。</p>
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<p>阅读至此,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,那么太好了!因为这正是本书存在的意义。接下来,这本书将一步步引导你深入数据结构与算法的知识殿堂。</p>
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