怎樣理解算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系？

計算機軟件的最終成果都是以程序的形式體現(xiàn)的，一個程序應當包含以下兩方面的內(nèi)容：

(1)對數(shù)據(jù)的描述。在程序中指定用到哪些數(shù)據(jù)以及這些數(shù)據(jù)的類型和數(shù)據(jù)的組織形式，也就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

(2)對數(shù)據(jù)操作的描述。即操作步驟，也就是算法。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是算法的基礎(chǔ)，算法是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的靈魂。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計和算法分析的目的是設(shè)計更好的程序，程序的本質(zhì)是為要處理的問題選擇好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同時在此結(jié)構(gòu)上施加一種好的算法。

對于一個程序來說，數(shù)據(jù)是原料。一個程序所要進行的計算或處理總是以某些數(shù)據(jù)為對象，將這些松散無組織的數(shù)據(jù)組織成一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，算法操作的就是這些數(shù)據(jù)結(jié)的設(shè)計和選擇要結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，簡單地說，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計就是選擇存儲方式，如確定問題中的信息是用數(shù)據(jù)存儲還是普通的變量存儲或其他更加復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲。算法設(shè)計的實質(zhì)是為實際問題要處理的數(shù)據(jù)選擇一種恰當?shù)拇鎯Y(jié)構(gòu)，并在選定的存儲結(jié)構(gòu)上設(shè)計一個好的算法，因為一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)會對應多種不同的算法，此時就要利用時間復雜度與空間復雜度來選擇一個最優(yōu)算法。不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計將對應差異很大的算法。

數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)會影響算法的好壞，因此在選擇存儲結(jié)構(gòu)時，也要考慮其對算法的影響。例如，如果存儲結(jié)構(gòu)的存儲能力較強，則可以存儲較多的信息，算法將會好設(shè)計一些。反之，對于過于簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，于該結(jié)構(gòu)的算法設(shè)計可能會比較復雜一些。另外，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是算法操作的基礎(chǔ)，其選擇要充分考慮算法的各種操作，與算法的操作相適應。

算法通常是決定程序效率的關(guān)鍵，但一切算法最終都要在相應的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)，許多算法的精髓就是在于選擇了合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)。在程序設(shè)計中，不但要注重算法設(shè)計，也要正確選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這樣往往能夠事半功倍。