第3课 初识程序的灵魂

1. 数据结构和算法的关系

（1）数据结构静态的描述了数据元素之间的关系

（2）数据结构是算法的载体

（3）数据结构和算法相辅相成，共同解决问题

（4）高效的程序需要在数据结构的基础之上设计和选择算法

2. 程序中的算法

（1）算法是特定问题求解步骤的描述，它是独立存在的一种解决问题的方法和思想。对于算法而言，语言并不重要，重要的是思想。

（2）在计算机中表现为指令的有限序列。

（3）算法的特性

　　①输入：算法具有0个或多个输入

　　②输出：算法至少有1个或多个输出

　　③有穷性：算法在有限的步骤（或有限的时间）之后会自动结束而不会无限循环。

　　④确定性：算法中的每一步都有确定的含义，不会出现二义性。

　　⑤可行性：算法的每一步都是可行的

（4）算法设计的要求

　　①正确性：

　　　　A.算法对于合法的数据能够得到满足要求的结果；

　　　　B.算法能够处理非法输入，并得到合理的结果；

　　　　C.算法对于边界数据和压力数据都能得到满足要求的结果。

　　（注意：正确性是算法最需要满足的基本准则，但是作为计算机程序，不可能无限制的满足这条准则）

　　②可读性：算法要方便阅读，理解和交流（注意，算法可读性是最容易被忽视的。然而，程序是写给人看的，而不是计算机）

　　③健壮性：当输入数据不合法时，算法也能做出相关处理，而不是产生异常或莫名其妙的结果

　　④性价比：即算法设计应该尽量满足时间效率高和存储量低的需求，利用最小的资源得到满足要求的结果。

3. 小结

（1）算法为了解决实际问题而存在

（2）数据结构是算法处理问题的载体

（3）数据结构与算法相辅相成，共同解决问题。

（4）程序 = 数据结构 + 算法