原文：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法（01）：為什么要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法

前言

集中學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法有一段時間易迹，計劃花一段時間專門記錄一下學(xué)習(xí)筆記。這篇文章想分享下自己在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)算法前的初衷堵泽，為什么要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)算法修己？我要說明一下，我也是在學(xué)習(xí)階段迎罗，有表述錯誤的地方希望看到文章的朋友可以指出來睬愤。

是因為那次，我深刻意識到了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的重要性纹安。算法同事對我數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)做出微小的調(diào)整+簡單的算法實現(xiàn)尤辱，結(jié)果相比我之前的實現(xiàn)方式，在性能上高出數(shù)百倍厢岂，聽著一定覺得很夸張光督，到現(xiàn)在我還記得當(dāng)時我驚訝的狀態(tài)。那一刻深刻意識到它的重要性塔粒。

為什么要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)預(yù)算法

可能很多同學(xué)會認為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法结借，跟操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)一樣卒茬，是脫離實際工作的知識船老，可能出了面試咖熟，這輩子也用不著？

盡管計算機專業(yè)的同學(xué)在大學(xué)期間都學(xué)習(xí)多這門課程柳畔，甚至很多培訓(xùn)機構(gòu)也會培訓(xùn)這方面的知識馍管，但是據(jù)我了解，有很多像我這樣的程序員對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法依舊一竅不通薪韩。還有一些人也只是聽說過數(shù)組确沸、鏈表、快排這些最基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法俘陷，稍微復(fù)雜一點的就完全沒概念了罗捎。

當(dāng)然，也有很多人說岭洲，自己實際工作中根本用不到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法宛逗。所以，就算不懂這塊知識盾剩，只要Java API雷激、開發(fā)框架用的熟練，照樣可以吧代碼寫的“飛”起告私。事實真的這樣嗎屎暇？

今天我來談?wù)勛约旱南敕ǎ蛘哒f學(xué)習(xí)過一段時間之后的一些心得驻粟。

想要通關(guān)大腸面試根悼，千萬別讓數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法拖了后腿

聽說很多大公司，比如BAT蜀撑、滴滴挤巡、美團、小米酷麦、Vivo等等矿卑，面試的時候都喜歡考算法，讓人現(xiàn)場寫代碼沃饶。很多人雖然技術(shù)不錯母廷，但每次面試都會“跪”在算法上，很是可惜糊肤。那我們思考一下琴昆，為什么這些大公司都喜歡考算法呢？

還記得校招的時候馆揉，參加面試的時候业舍，我們基本上都沒啥項目經(jīng)驗，公司只能考察我們的基礎(chǔ)知識是否牢固。社招更不用說了舷暮，越是厲害的公司蟋座，越是注重考察數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法這類基礎(chǔ)知識。我想是因為相比短期能力脚牍，他們更看重我們應(yīng)聘人的長期潛力。

可能你會說巢墅，我不懂?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法诸狭，照樣找到了好工作啊。那我是不是就不用學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法呢君纫？當(dāng)然不是了驯遇，我們學(xué)習(xí)任何知識都是為了“用”的，是為了解決實際工作問題的蓄髓，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法自然也不例外叉庐。

不愿做一輩子CRID

如果你和我一樣只是一名業(yè)務(wù)開發(fā)工程師，可能會覺得每天主要做的就是數(shù)據(jù)庫CRID会喝，哪里用的到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法陡叠。是的，對于大部分的業(yè)務(wù)開發(fā)來說肢执，我們平時可能更多的是利用已經(jīng)封裝好的接口枉阵、類庫來堆砌、翻譯業(yè)務(wù)邏輯预茄，很少需要自己實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法兴溜。但是，不需要自己實現(xiàn)并不代表我們什么都不需要了解耻陕。

如果不知道這些類庫背后的原理拙徽，不懂得時間、空間復(fù)雜度分析诗宣，我們?nèi)绾斡煤帽炫隆⒂脤λ麄儯看鎯δ硞€業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的時候后梧田，如何知道應(yīng)該用ArrayList還是LinkedList淳蔼？調(diào)用了某個函數(shù)之后，又改如何評估代碼的性能和資源的消耗呢裁眯？

作為業(yè)務(wù)開發(fā)鹉梨，我們會用到各種框架、中間件和底層系統(tǒng)穿稳，比如Spring存皂、RPC框架、消息中間件、Redis等等旦袋。在這些基礎(chǔ)框架中骤菠，一般都揉和了很多基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的設(shè)計思想。

比如疤孕，我們常用的Key—Value數(shù)據(jù)庫Redis中商乎，里面的有序集合是什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的呢？為什么要用跳表來實現(xiàn)呢祭阀？為什么不用二叉樹呢鹉戚？

如果我們能弄明白這些底層原理，就能更好的使用他們专控。即便出現(xiàn)問題抹凳，也能夠快速的定位。因此伦腐，掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法赢底，不管對于閱讀框架源碼，還是理解其背后的設(shè)計思想柏蘑，也都是非常有用的幸冻。

在平時的工作中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的應(yīng)用到處可見辩越。再來舉個很常見的例子：如何實時地統(tǒng)計業(yè)務(wù)接口的99%響應(yīng)時間嘁扼？可能你最先想到的是每次查詢時，從小到大排序所有的限行時間黔攒，如果總共有100個數(shù)據(jù)趁啸，那第99個便是99%的相應(yīng)時間。很顯然督惰，每次用這個方法查詢的話都要排序不傅，效率是非常低下的。但是赏胚，如果知道“堆”這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的話访娶，用連個堆可以非常高效地解決這個問題。

對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)研發(fā)工程師觉阅，寫出開源水平的架構(gòu)才是他們的目標

現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上的技術(shù)文章崖疤、架構(gòu)分享、開源項目滿天飛典勇，照貓畫虎做一套基礎(chǔ)架構(gòu)框架并不難劫哼。就拿RPC框架來看。

不同的公司割笙、不同的人做出的RPC框架权烧，架構(gòu)設(shè)計思路都差不多眯亦，最后實現(xiàn)的功能也差不多。但是有的人做出來的框架般码，Bug很多妻率、性能一般、擴展性也不好板祝，只能在自己公司僅有的幾個項目里面用一下宫静。而有的人做的框架可以開源道GitHub上給更多的人用，甚至被Apache收錄券时，就好比阿里的Dubbo RPC框架囊嘉。為什么會有這么大的差距呢？

我認為革为，那些高手之間的競爭其實就在細節(jié)。這些細節(jié)包含：你用的算法是不是夠優(yōu)化舵鳞，數(shù)據(jù)存取的效率是不是夠高震檩，內(nèi)存是不是夠節(jié)省等等。這些積累起來蜓堕，決定了一個框架是不是優(yōu)秀抛虏。所以，如果你和我一樣還不懂?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法套才，對大O復(fù)雜度分析還不是很熟練迂猴，不知道怎么分析代碼的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，這個很是說不過去背伴，也應(yīng)該趕緊補一補沸毁。

對編程有追求，不想被行業(yè)淘汰

什么是編程能力強傻寂，是代碼的可讀性好息尺、健壯？還是擴展性好疾掰？我覺得沒辦法給出一個明確的標準搂誉，也列不全，因為可以衡量的指標是在是太多了静檬。但是炭懊，在我看來，性能好壞起碼是其中一個非常重要的評判標準拂檩。但是侮腹，如果我們連代碼的時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度都不知道怎么分析广恢，又怎么能寫出高性能的代碼呢?

可能有人和我之前想法差不多凯旋，我現(xiàn)在的業(yè)務(wù)，用戶量很少，需要處理的數(shù)據(jù)量也很少至非，開發(fā)中不需要考慮那么多性能的問題钠署，完成功能是最主要的，用什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法荒椭，差別不是很大谐鼎。但是當(dāng)我接觸到千萬級數(shù)據(jù)處理，甚至億級數(shù)據(jù)的時候我傻眼了趣惠。內(nèi)存溢出等問題接踵而來的時候狸棍，我慌了，當(dāng)時我完全拿他沒辦法味悄，因為我的知識儲備有限草戈。我記得很清楚，當(dāng)時找了一個專門做算法的同事侍瑟，請求他的支援唐片，他在了解了我的需求后給出了一套自己的算法實現(xiàn)方案，我試過了涨颜，結(jié)果讓我很難受费韭，問題解決了，而且結(jié)果完全超出我的預(yù)期庭瑰，甚至是驚訝星持，但我還是很難過，難過的是我自己之前忽視數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這塊弹灭。他給的方案其實都是我熟悉的幾種常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)督暂，只是在先后順序上做了調(diào)整，和算法思路上給出了一點提示穷吮，結(jié)果性能好不夸張的說损痰，高出我之前的百倍。也是那次事情時候酒来，我才下定決心要集中的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法卢未，并且要高度重視它。

其實做業(yè)務(wù)開發(fā)的同學(xué)幾年下來都會有這樣的感覺堰汉，一樣事情做久了辽社，一個公司待久了，會發(fā)現(xiàn)我們每天做的都是重復(fù)的事情翘鸭〉吻Γ可能讓你寫一份自己的簡歷，都可以寫七八個項目就乓，但明顯能看的出來項目之間的技術(shù)架構(gòu)汉匙、實現(xiàn)技術(shù)方案都大同小異拱烁，或者說我們的能力并沒有跟著項目經(jīng)驗的增加而出現(xiàn)大的提升。所以我覺得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法這個東西我們不去學(xué)噩翠，可能真的一輩子都喲弄不到戏自，也感受不到它的好，它的強大之處伤锚。但是一旦掌握擅笔，你就會常常被他的強大威力所折服。

內(nèi)容總結(jié)

其實寫這篇文章屯援，單純?yōu)榱朔窒硪幌伦约旱南敕兔牵Ｍ麑Ω乙粯拥某绦騿T們對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的認識能夠引起高度重視。我們的目的是建立時間復(fù)雜度狞洋、空間復(fù)雜度意識弯淘，寫出高質(zhì)量的代碼，能夠設(shè)計基礎(chǔ)加固吉懊，提成編程技能耳胎，訓(xùn)練邏輯思維，積攢人生經(jīng)驗惕它，以此獲得工作回報，實現(xiàn)我們的價值废登。

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