算法越學越扎心,有沒啥破解之法?
對于算法的學習,我也是從一個小白一步步走來,當然,現在仍然很菜,,,不過,鑒于我覺得還有一些人比我更菜了,我決定談談我算法學習過程走過的坑,以及自己總結的一些經驗。
切勿盲目刷題:刷題前的知識積累
說實話,想要提高自己的算法,真的沒啥捷徑,我覺得最好的捷徑就是腳踏實地著多動手去刷題,多刷題。
但是,我必須提醒的是,如果你是小白,也就是說,你連常見的數據結構,如鏈表、樹以及常見的算法思想,如遞歸、枚舉、動態規劃這些都沒學過,那么,我不建議你盲目瘋狂著去刷題的。而是先去找本書先去學習這些必要的知識,然后再去刷題。
因為,如果這些基礎都不懂的話,估計一道題做了幾個小時,然后看答案都看不懂,做題沒有任何思路,這是很難受的。久而久之,估計沒啥動力了,我剛開始就是這樣,一道題答案看一天,然而還是不大懂,什么回溯啊,暴力啊,還不知道是啥意思。
也就是說,假如你要去諸如leetcode這些網站刷題,那么,你要先具備一定的基礎,這些基礎包括:
1、常見數據結構:鏈表、樹(如二叉樹)。(是的,鏈表和二叉樹是重點,圖這些可以先放著)
2、常見算法思想:貪婪法、分治法、窮舉法、動態規劃,回溯法。(貪婪、窮舉、分治是基礎,動態規劃有難度,可以先放著)
以上列出來的算是最基本的吧。就是說你刷題之前,要把這些過一遍再去刷題。如果你連這些最基本的都不知道的話,那么你再刷題的過程中,會很難受的,思路也會相對比較少。
總之,千萬不要急,先把這些基本的過一遍,力求理解,再去刷題。
在這里,我推薦基本我大一時看過的書籍吧,感覺還是非常不錯的,如果對于數據結構時零基礎的話,那么我建議你可以看《數據結構與算法分析:C語言描述版》這本書,這本書自認為真的很 nice,當時我把這本書里面的全部都看了,并且 coding 了一遍,感覺整個人有了質的飛躍。
后面我時在一些學校的OJ刷題,當時看的一本書叫做《挑戰程序設計大賽》,日本作家寫的,我覺得這本書也很nice,里面有分初級,中級和高級三個模塊,基礎比較差的可以從初級開始看起。
總結下:
提高數據結構與算法沒啥捷徑,最好的捷徑就是多刷題。但是,刷題的前提是你要先學會一些基本的數據結構與算法思想。
AC不是目的,我們要追求完美
如何刷題?如何對待一道算法題?
我覺得,在做題的時候,一定要追求完美,千萬不要把一道題做出來之后,提交通過,然后就趕緊下一道。我認為這意義不大,因為一道題的解法太多了,有些解法態粗糙了,我們應該要尋找最優的方法。
算法能力的提升和做題的數量是有一定的關系,但并不是線性關系。也就是說,在做題的時候,要力求一題多解,如果自己實在想不出來其他辦法了,可以去看看別人是怎么做的,千萬不要覺得模仿別人的做法是件丟人的事。
我做題的時候,我一看到一道題,可能第一想法就是用很粗糙的方式做,因為很多題采用暴力法都會很容易做,就是時間復雜度很高。之后,我就會慢慢思考,看看有沒其他方法來降低時間復雜度或空間復雜度。最后,我會去看一下別人的做法,當然,并不是每道題都會這樣執行。
衡量一道算法題的好壞無非就是時間復雜度和空間復雜度,所以我們要力求完美,就要把這兩個降到最低,令他們相輔相成。
我舉道例題吧:
問題: 一只青蛙一次可以跳上1級臺階,也可以跳上2級。求該青蛙跳上一個n級的臺階總共有多少種跳法?
方法1:暴力遞歸
這道題不難,或許你會采取下面的做法:
public int solve(int n){
if(n <= 2){
return n;
}else{
return solve(n-1) + solve(n-2);
}
}
這種做法的時間復雜度很高,指數級別了。但是如果你提交之后僥幸通過了,然后你就接著下一道題了,那么你就要好好想想了。
方法二:空間換時間
力求完美,我們可以考慮用空間換時間:這道題如何你去仔細想一想,會發現有很多是重復執行了。不行你可以畫個圖
所以可以采取下面的方法:
//用一個HashMap來保存已經計算過的狀態
static Map<Integer,Integer> map = new HashMap();
public static int solve(int n){
if(n <= 2){
return n;
}else{//是否計算過
if(map.containsKey(n)){
return map.get(n);
}else{
int m = solve(n-1) + solve(n-2);
map.put(n, m);
return m;
}
}
}
這樣,可以大大縮短時間。也就是說,當一道題你做了之后,發現時間復雜度很高,那么可以考慮下,是否有更好的方法,是否可以用空間換時間。
方法三:斐波那契數列
實際上,我們可以把空間復雜度弄的更小,不需要HashMap來保存狀態:
public static int solve(int n){
if(n <= 2){
return n;
}
int f1 = 0;
int f2 = 1;
int sum = 0;
for(int i = 1; i<= n; i++){
sum = f1 + f2;
f1 = f2;
f2 = sum;
}
return sum;
}
我弄這道題給你們看,并不是在教你們這道題怎么做,而是有以下目的:
1、在刷題的時候,我們要力求完美。
2、我想不到這些方法啊,怎么辦?那么你就可以去看別人的做法,之后,遇到類似的題,你就會更有思路,更知道往哪個方向想。
3、可以從簡單暴力入手做一道題,在考慮空間與時間之間的衡量,一點點去優化。
挑戰自己,跳出舒適區
什么叫舒適區?在刷題的時候,可能有一類題是你比較懂的,你每次一看就有思路,然后半個小時就擼好代碼,提交代碼,然后通過了,然后,哇,又多刷了一道題,心里很舒服。
但是,記住,前期你可以多刷這種題練手,提升自己的樂趣,但,我還是建議你慢慢跳出舒適區,去做一些自己不擅長的題,并且找段時間一直刷這種題。例如,我覺得我在遞歸方面的題還是挺強的,
但是,我對動態規劃的題,很菜,每次都要想好久,每次遇到這種題都有點害怕,沒什么信心。不過有段時間我覺得只刷動態規劃的題,直接在 leetcode 選定專題,連續做了四五十道,剛開始很難受,后來就慢慢知道了套路了,一道題從兩三個小時最后縮到半小時,簡單的十幾分鐘就搞定。感覺自己對這類型的題也不懼怕的。
所以,建議你,一定要學好跳出自己的舒適區。
一定要學會分類總結
有些人以為 leetcode 的題刷的越多,就一定能越厲害,其實不然,leetcode 雖然有 1000 多道題,但題型就那么幾類,我們前期在刷的時候,我是建議按照題型分類刷題的,例如我這整理刷二叉樹相關,然后刷鏈表相關,然后二分法,然后遞歸等等,每刷一種題型,都要研究他們的套路,如果你愿意去總結,那么 leetcode 的題,其實你刷幾百道,有目的、挑選的刷,我覺得就差不多了。
我看過一本書,叫做《程序員代碼面試指南:IT 名企算法與數據結構題目最優解》,這本書就非常不錯,里面按照棧,隊列,鏈表,二叉樹,字符串等一個專題一個專題來刷的,并且每道題都給出了最優解,而且里面的題有一定的難度,感興趣的,真心不錯,如果你把這本書的題全部搞定,并且總結相關套路,那么你的算法一定有很大的提升。
推薦一些刷題網站
我一般是在leetcode和牛客網刷題,感覺挺不錯,題目難度不是很大。
在牛客網那里,我主要刷劍指Offer,不過那里也有個在線刷leetcode,不過里面的題量比較少。牛客網刷題有個非常方便的地方就是有個討論區,那里會有很多大佬分享他們的解題方法,不用我們去百度找題解。所以你做完后,實在想不出,可以很方便著去看別人是怎么做的。
至于leetcode,也是大部分題目官方都有給出答案,也是個不錯的刷題網站。你們可以兩個挑選一個,或者兩個都刷。
當然,還有其他刷題的網站,不過,其他網站沒刷過,不大清除如何。
學習一些解題技巧
說實話,有些題在你沒看別人的解法前,你好不知道有這么美妙優雅的解法,看了之后,臥槽,居然還可以這樣。而我們在刷題的過程中,就要不斷累積這些技巧,當你累計多了,你就會形成一種神經反應,一下子就想到了某種方法。解題技巧很多,例如數組下標法、位圖法、雙指針等等。
例如在刷題的時候,我們要學會巧用雙指針、數組下標法、位運算等等技巧來解決問題,可能會有意想不到的效果。
再說數據結構發重要性
前面我主要是說了我平時都是怎么學習算法的。在數據結構方法,我只是列舉了你們一定要學習鏈表和樹(二叉堆),但這是最基本的,刷題之前要掌握的,對于數據結構,我列舉下一些比較重要的:
1、鏈表(如單向鏈表、雙向鏈表)。
2、樹(如二叉樹、平衡樹、紅黑樹)。
3、圖(如最短路徑的幾種算法)。
4、隊列、棧、矩陣。
對于這些,自己一定要動手實現一遍。你可以看書,也可以看視頻,新手可以先看視頻,不過前期可以看視頻,之后我建議是一定要看書。
例如對于平衡樹,可能你跟著書本的代碼實現之后,過陣子你就忘記,不過這不要緊,雖然你忘記了,但是如果你之前用代碼實現過,理解過,那么當你再次看到的時候,會很快就記起來,很快就知道思路,而且你的抽象能力等等會在不知不覺中提升起來。之后再學習紅黑樹啊,什么數據結構啊,都會學的很快。
最最重要
動手去做,動手去做,動手去做。重要的話說三遍。
千萬不要找了一堆資源,訂好了學習計劃,我要留到某某天就來去做…
千萬不要這樣,而是當你激情來的時候,就馬上去干,千萬不要留到某個放假日啊什么鬼了,很多這種想法的人,最后會啥也沒做的。
也不要覺得要學習的有好多啊,不知道從哪學習起。我上面說了,可以先學習最基本的,然后刷題,刷題是一個需要長期堅持的事情,一年,兩年。在刷題的過程中,可以穿插和學習其他數據結構。
總結一下吧
所以我給大家的建議就是,先學習基本的數據結構以及算法思想,不要盲目刷題,接著刷題的過程中,不能得過且過,盡量追求最優解,還有就是要跳出舒適區,逼自己成長,刷題的過程中,要學會分類總結。
當然,最重要的,就是你去動手了,不然,一切免談!