干货 | 学习算法,数据魔术师告诉你需要掌握这些编程基础(包含JAV...
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2020-01-18 23:21
小伙伴们好呀！可爱的小编又来了。最近放寒假了，相信各位小伙伴已经做好满满的计划打算在寒假实现弯道超车。
这么美好的一段长假，不用来学习是在是太暴殄天物啦！
加上经常有小伙伴来问小编，学习算法需要掌握哪些编程语言？代码怎么学啊好难啊？是学Python好还是matlab好？
这些问题实在没有办法一一回答，所以今天我们就来聊一聊，学习算法需要掌握什么样的编程知识吧~
值得注意的是，本文面向的对象是算法的学习群体，包括公众号上的启发式算法和精确式算法。因此编程上的知识我们只是强调“够用”即可，这样才能将更多精力放在算法的设计以及优化上来。
Java基础
基础知识核心原则是“有用”，学习完基础后应能快速上手写一些简单的算法。学习知识参照知乎上@沈世钧 给出的路线图：
（点击可看大图）
当然大家可根据自己的学习能力调整学习时间，正常而言6周内搞定这部分内容应该是完全没有问题的。能力强的一个月也能很快搞定这部分基础知识。
在学习java的过程中，网上有很多可参考的视频，大家动手搜集一下即可。而关于书籍，确实有很多，但同时也很杂，在这里小编推荐一本《Java核心技术 卷I》，一本书吃透足以。
在学完基础以后，可以尝试自己动手做一个小项目巩固一下编程能力，同时把握比较大型的程序开发。可以做一个小游戏之类的，在这里推荐一下小编此前做的一个小游戏：
不过该程序的代码框架可能不是那么漂亮，有兴趣的小伙伴可以重构一下。
C++基础
注意到C++我是放在java后面的，因为说实话对新手而言C++要比Java难上一点。C++内容实在是太多太多太多了……网上曾流传过一个21天精通C++的秘籍：
因此建议可以先学习C++基础，和java一样，学完基础后续内容有需要再查询即可。
首先是C的基础部分：数据类型、变量、内存布局、指针基础；字符串、一维数组、二维数组；一级指针，二级指针，指针数组和数组指针；结构体、文件的使用等。
然后是C++部分：面向对象编程思想；类的封装，构造和析构、静态成员、对象管理；类的构造(有参构造函数、无参构造、拷贝构造、默认构造函数)和析构；对象动态管理、友元函数、友元类、操作符重载；
类对象的动态管理(new/delete)；友元函数和友元类；运算符重载；类的继承、多继承及其二义性、虚继承；多态；虚函数、纯虚函数、抽象类(面向抽象类编程思想案例)；函数模板、类模板，模板的继承；
C++类型转换；C++输入输出流(标准I/O 文件I/O 字符流I/O)；C++异常处理(异常机制、异常类型、异常变量、异常层次结构、标准异常库)。
学完了这些基础，我相信你已经成仙了，嗯没错！然后可以在写一个小游戏加强一下，比如小编此前写的一个AI贪吃蛇的小游戏：
传送门：10分钟教你用C++写一个贪吃蛇附带AI功能（附源代码详解和下载）
当然该程序也不是那么完美，有兴趣的小伙伴依然可以重构一下。
数据结构
数据结构的重要性不言而喻，这是所有编程语言中最应该学习的部分，程序组成的基础之一，更是算法不可或缺的内容。
包括：顺序存储、链式存储、循环链表；双向链表、栈(顺序和链式)、队列(顺序和链式)；栈的应用、树基本概念及遍历、二叉树；排序算法、并归算法、选择、插入、快速、希尔等。
当然，这里推荐一本程杰的《大话数据结构》，虽然这本书被网上很多人吐槽错漏百出。
但就从小编的视角而言，这本书对新手朋友还是非常友好的，起码是还能学下去的。有基础的同学也可以去看严奶奶的数据结构，不过这个确实很枯燥。
IDE的使用
什么是IDE？就是一个集成开发环境，在上面你可以随心所欲coding，因此配置一个好的开发环境还是蛮重要的。
对于Java而言，最出名的就是eclipse了，eclipse最大的优点就是免费（以后不知道）。当然也有很多小伙伴在用IntelliJ IDEA，这个东西是收费的，用起来也顺手得多，不过小编还未使用过哈~看大家喜好吧。
对于C++，可以选择Windows平台的VC系列：比如Visual Studio2013, Visual Studio2015，Visual Studio2017，Visual Studio2019。现在Visual Studio有社区版也就是免费版了，说是宇宙最强IDE也不为过，调试功能真是太强大了。我又想起当年做项目写代码调bug的种种情境，真让人泪目。
另外还有一些高级编辑器可以选择Notepad++, EditPlus，vs code等。当然，这都是一个coder的标配啦。
算法进阶
有了上面的编程基础，你已经能应对大部分的算法场景了，接着就可以开始学习一些常用的算法。之后就可以上手撸项目撸论文了。学习内容参考：
干货 | 公众号“数据魔术师”算法代码分类整理：Show you the code!
最后再多说一句
关于为什么选择C++和java，而不是Python或者matlab，小编已经解释很多遍了。那只学C++或者java一门可以吗？小编之所以建议两手抓，是因为C++和java都有着非常显著的优点。
对于C++而言，速度相当快，快到你怀疑人生。可能此时会有读者有疑问，小编骗人，有时候明明感觉C++慢的离谱。那是因为你IDE的编译模式用的是debug，编译也没有开优化之类的。
比如在visual studio中，选择release模式：
优化选项选择速度优先：
再比如在devC++选择：
然后你会发现程序快了N倍不止。
对于java而言，最大的优点是兼顾速度和易用性。速度总体上和C++是一个量级的，但终究还是比不过变态的C++。
但java用起来非常方便，比如调用cplex，只需要导入一个jar包配置好dll就可以随心所欲了。而C++又要导入头了，又要链接库了，对小白而言简直是噩梦，比如：
而且java一个类一个文件，不像C++一个类有一个头文件一个CPP文件我真是头大。对于java和C++小编都用来开发过超一万行代码的大型算法，所以对他们之间的优缺点算得上深有体会的，也绝不是空口无凭瞎比比哦。
最后，值得注意的是C++和java的内存管理方式等区别，深浅拷贝等概念要熟悉，不然真的会疯掉的（got crazy！）。
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文案 && 编辑：邓发珩审稿人：秦时明岳（华中科技大学管理学院）指导老师：秦时明岳（华中科技大学管理学院）
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