《计算机科学中数据结构算法分析》
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摘 要：随着互联网科学的进步,人工智能在人们日常生产生活中的使用率越来越高,而这种先进科学技术的研发主要来源于计算机科学中的数据结构算法.本文简要概述了计算机科学中的数据结构类型,提出了常见的数据结构算法,并介绍了该算法的主要应用场景,希望为相关研究人员提供参考.
关键词：计算机科学;数据结构算法;应用场景
引言：计算机科学中的数据结构算法指的是利用数学方法,将数据转换为程序编码,实现对系统的自动化控制以解决生活中发生的问题,其算法主要应用C语言、PAD流程图以及N-S流程图等进行编译.在计算机科学迅猛发展的时代,数据结构与算法在各行各业得以开发应用,为社会的进步提供了坚实的基础理论依据.
1计算机科学中的数据结构与形式
1.1线性结构
计算机线性结构的逻辑关系主要强调对各节点数据之间的顺连,此类结构常见的形式有栈、队列、散列表等.
栈（Stack）
栈是线性结构中一种特殊类型的表,运用此结构能够在所有固定端结构内,实现对数据信息节点的插入或删除,在数据结构算法上主要有进栈与退栈两种形式.其中在进栈计算中,需要监视栈的负荷程度并作出实际的状态分析,当TOP≥n 时,需要编程师统计溢出数据信息,判断出错位置和具体内容,从而针对性进行修复处理;当TOP<n 时,此时需要对栈指针数值进行加1处理,即设置程序代码为TOP等于TOP+1,使其指针指向进栈地址,然后通过相关运算,确定出元素数值的状态.在退栈计算时,需要对空栈按照出错进行调整,若不存在空栈状态,则可以设置数值X等于S（TOP）,使退栈元素转移为数值X.
队列
队列与栈的数据结构状态较为相似,只是在功能作用上只能实现在一端进行插入或删除的操作,即两种功能需要在对立的两个端结构上分别得以实现.通常情况下队列可以数组的形式进行表示,会在队列两端形成两种不同的指针状态,其中 head（对头指针）与tail（对尾指针）是队列结构的两个重要部分.其结构算法需要遵循循环计算的原则,对数值进行统计,同时应用队列结构过程中需要设置特殊节点,并确保此节点上的数据域处于空放状态,并通过相关运算将指针与表头的数值元素相互匹配,从而形成计算公式：cq.rear等于（cq.front+1）/（max+1）,完成相关计算.
散列表
散列表的主要功能是能够对结构中的关键信息数据进行储存,从而实现数据信息的自动获取,在算法上能够通过不同的计算方法,完成自身数据结构的处理与调整.比如在时间、关键信息词条长度、词条分布条件等,会有一定的范围取值,从而能够自动对运算条件作出调整,产生较为合理的计算效果.
1.2非线性结构
计算机非线性结构主要作用是在各数据连接节点间,维持数据之间的对应关系,常见的结构形式有數组、树.
数组（Array）
数组能够将数据中相同形式的变量按照一定的逻辑顺序进行排列组合,此类数据结构一般多用于编程语言领域,可按数据元素的特征光划分为如整数、字符等类型.应用此结构进行计算时,需要将特定的参数信息设置在变体数据中,以数组元素阈值列表的形式存在.若在经计算过程中并没有对相关参数进行处理,极易会在在算法中形成零长度数组.
树（Tree）
树结构是数据结构中最为典型的非线性结构,其逻辑结构是包含n个结点的有穷集合K（n>0）,并满足有且仅有一个结点k0∈K的条件.利用树结构进行分析计算,需要在无前驱节点的状态下,保证此节点的形态,与此同时,能够利用这一计算条件,将树结构各二次分支节点处的根节点数据,统一集中该节点数据上,并将数据节点作为树结构的前驱节点进行相关计算[1].
2计算机科学中常见的数据结构算法
2.1递推法
递推法是数据结构算法中较为常见的算法之一,需要经过逐级推导过程才能输出最后的计算结果.计算机科学逻辑性较强,因此需要利用递推法中的推导公式,将各类数据数值、形式等进行细分,然后推出程序编程的结果项,即通过枝节数据推导出数列的通项,方便对数据的检验与判断.
递推法最为常见的特点是能够达到将数据由简单到复杂层层推理的目的,利用此方法得到数列,即可将相关数据带入到数列中,从而对其推理的正确与否进行验算.在计算机科学中应用这一方法,能够将大量且复杂的数据信息分类整理,使计算过程简单化,此种方法在解决生活中实际问题的编程中比较常见.
2.2迭代法
迭代法一般多被应用于解决较为繁琐且结构枝节较多的实际问题.此种方法的计算原理是将较为复杂的结构算法与结构简单的算法进行等价处理,从而将复杂的问题简单化,来求解最终的结果.由此我们可以看出迭代法的计算过程比较模糊,因此其结果的输出缺乏一定的精准性,不适合应用于结果较为精确的数值型数据的计算,而更适用于解决理论或文字较为复杂的问题.
2.3枚举法
枚举法多用于解决判断类问题如“此方案是否可行”、“综合比较来看”、“此种做法是否正确”等具有分析判断过程的情形.应用此类算法的思路是,第一,分析问题结构,划定问题范畴;第二,判断采用哪一种列举法对问题进行列举;第三,根据列举类型检验问题计算的可行性;第四,正式算出计算的结果.此种方法最大的优势在于其计算步骤较为清晰,当编程人员编码时,不会造成逻辑混乱,使结果误差加大.
3数据结构算法的应用场景
3.1追踪被盗物品
系统可利用计算机数据结构算法,对特定情形的疑犯追踪、失物寻找等创造先进的破案工具.当前苹果手机与我国的华为均支持定位追踪功能,若丢失物件中有这两种手机,即可为案件提供较大的希望.比如某计算机教授在国外度假时,即利用计算机数据结构算法与当地迅速找回了被盗车辆.事情发生时,失主将带有追踪功能的华为手机遗落在车上,然后通过登录Mazda Mobile Start （MMS）APP系统,实现了对丢失车辆进行GPS定位跟踪,帮助其找到了丢失车辆的停车地点,与当地合力寻回了丢失车辆,这一现实中切实发生的案例,为我国系统办案提供了新的途径.
3.2美颜功能
手机与计算机上的图像处理功能如PS或美颜相机等,就是在计算机数据结构算法的基础上,所开发的视频图像处理技术.随着计算机网络的进一步优化与升级,当前人们在使用各类美颜软件时,系统就会经过编程信息实现对人脸、身体的智能识别,然后可实现对图片进行瘦脸、瘦身、化妆等操作,同时经过算法的不断优化,能够达到美颜程度进行调节的目的,大幅提升了软件的适用性.
3.3大数据云计算
大数据时代下,云计算已经成为了各行各业必不可少的信息化应用技术,能够对数据进行自动化储存与运算;数据结构算法在网络技术的加持下,可促使运算效率与质量更加稳定可靠,同时也能够拓宽数据储存的能力,以此来满足不同用户对数据的差异化需求.
结论：综上所述,计算机科学中的数据结构与算法是支撑其不断创新进步的基础知识之一,能够对数据进行整合,相关知识对计算机技术的完善与发展起着积极的促进作用.相关人员在今后的学习与研究过程中,应充分理解并掌握关于数据结构算法的基础常识,为探寻算法的复杂度与深奥性奠定基础,并基于数据结构算法的相关特征,切实发挥自身创新精神,为算法学习的应用创造新的思路.
参考文献：
[1]李丹,苏天路.计算机算法设计及数据结构离散性研究[J].现代信息科技,2019,3（22）：89-91.
[2]柳倩倩.现代计算机常用数据结构和算法分析[J].花炮科技与市场,2019（04）：10-11.
作者简介：
杨世豪,男,汉,1997.12.23,籍贯：河南省禹州市,河南大学,计算机与信息工程学院,专业：软件工程,学历：本科,职称：学生,单位所在省市：河南省 开封市,单位邮编：475000.
综上而言：上述文章是适合不知如何写计算机科学方面的计算机科学和电脑专业大学硕士和本科毕业论文以及关于计算机科学和电脑论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料.
计算机科学和电脑引用文献:
[1] 计算机科学和电脑毕业论文格式范文 关于计算机科学和电脑类本科论文范文2000字
[2] 计算机科学和电脑毕业论文开题报告范文 关于计算机科学和电脑相关毕业论文怎么写3000字
[3] 计算机科学和电脑专升本论文范文 计算机科学和电脑方面本科毕业论文范文3000字
