1、數據結構

數據結構是計算機存儲、組織數據的方式，指相互之間存在一種或多種特定關系的數據元素的集合。

通常情況下，精心選擇的數據結構可以帶來更高的運行或者存儲效率。數據結構往往同高效的檢索算法和索引技術有關。

一、數據結構的基本功能

①、如何插入一條新的數據項

②、如何尋找某一特定的數據項

③、如何刪除某一特定的數據項

④、如何迭代的訪問各個數據項，以便進行顯示或其他操作

二、常用的數據結構

這里可能是我沒有描述清楚，對于數組，你們所說的查找快，我想只是隨機查找快，因為知道數組下標，可以按索引獲取任意值。但是你要查找某個特定值，對于無序數組，還是需要遍歷整個數組，那么查找效率是O（n），效率是很低的（有序數組按照二分查找算法還是很快的）。

插入快，是在數組尾部進行插入，獲取到數組的最后一個索引下標，加1進行賦值就可以了。

刪除慢，除開尾部刪除，在任意中間或者前面刪除，后面的元素都要整體進行平移的，所以也是比較慢的。

綜上所述：對于數組，隨機查找快，數組尾部增刪快，其余的操作效率都是很低的。

2、算法

算法簡單來說就是解決問題的步驟。

在Java中，算法通常都是由類的方法來實現的。前面的數據結構，比如鏈表為啥插入、刪除快，而查找慢，平衡的二叉樹插入、刪除、查找都快，這都是實現這些數據結構的算法所造成的。后面我們講的各種排序實現也是算法范疇的重要領域。

一、算法的五個特征

①、有窮性：對于任意一組合法輸入值，在執行又窮步驟之后一定能結束，即：算法中的每個步驟都能在有限時間內完成。

②、確定性：在每種情況下所應執行的操作，在算法中都有確切的規定，使算法的執行者或閱讀者都能明確其含義及如何執行。并且在任何條件下，算法都只有一條執行路徑。

③、可行性：算法中的所有操作都必須足夠基本，都可以通過已經實現的基本操作運算有限次實現之。

④、有輸入：作為算法加工對象的量值，通常體現在算法當中的一組變量。有些輸入量需要在算法執行的過程中輸入，而有的算法表面上可以沒有輸入，實際上已被嵌入算法之中。

⑤、有輸出：它是一組與“輸入”有確定關系的量值，是算法進行信息加工后得到的結果，這種確定關系即為算法功能。

二、算法的設計原則

①、正確性：首先，算法應當滿足以特定的“規則說明”方式給出的需求。其次，對算法是否“正確”的理解可以有以下四個層次：

一、程序語法錯誤。

二、程序對于幾組輸入數據能夠得出滿足需要的結果。

三、程序對于精心選擇的、典型、苛刻切帶有刁難性的幾組輸入數據能夠得出滿足要求的結果。

四、程序對于一切合法的輸入數據都能得到滿足要求的結果。

PS：通常以第三層意義的正確性作為衡量一個算法是否合格的標準。

②、可讀性：算法為了人的閱讀與交流，其次才是計算機執行。因此算法應該易于人的理解；另一方面，晦澀難懂的程序易于隱藏較多的錯誤而難以調試。

③、健壯性：當輸入的數據非法時，算法應當恰當的做出反應或進行相應處理，而不是產生莫名其妙的輸出結果。并且，處理出錯的方法不應是中斷程序執行，而是應當返回一個表示錯誤或錯誤性質的值，以便在更高的抽象層次上進行處理。

④、高效率與低存儲量需求：通常算法效率值得是算法執行時間；存儲量是指算法執行過程中所需要的最大存儲空間，兩者都與問題的規模有關。

前面三點正確性，可讀性和健壯性相信都好理解。對于第四點算法的執行效率和存儲量，我們知道比較算法的時候，可能會說“A算法比B算法快兩倍”之類的話，但實際上這種說法沒有任何意義。因為當數據項個數發生變化時，A算法和B算法的效率比例也會發生變化，比如數據項增加了50%，可能A算法比B算法快三倍，但是如果數據項減少了50%，可能A算法和B算法速度一樣。所以描述算法的速度必須要和數據項的個數聯系起來。也就是“大O”表示法，它是一種算法復雜度的相對表示方式，這里我簡單介紹一下，后面會根據具體的算法來描述。

相對(relative)：你只能比較相同的事物。你不能把一個做算數乘法的算法和排序整數列表的算法進行比較。但是，比較2個算法所做的算術操作（一個做乘法，一個做加法）將會告訴你一些有意義的東西；

表示(representation)：大O(用它最簡單的形式)把算法間的比較簡化為了一個單一變量。這個變量的選擇基于觀察或假設。例如，排序算法之間的對比通常是基于比較操作(比較2個結點來決定這2個結點的相對順序)。這里面就假設了比較操作的計算開銷很大。但是，如果比較操作的計算開銷不大，而交換操作的計算開銷很大，又會怎么樣呢？這就改變了先前的比較方式；

復雜度(complexity)：如果排序10,000個元素花費了我1秒，那么排序1百萬個元素會花多少時間？在這個例子里，復雜度就是相對其他東西的度量結果。

然后我們在說說算法的存儲量，包括：

程序本身所占空間；

輸入數據所占空間；

輔助變量所占空間；

一個算法的效率越高越好，而存儲量是越低越好。

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