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【软件设计师】数据结构

news 2025/10/24 9:23:26

1. 数据结构

1.1 表达式求值

中缀表达式求值：利用操作数栈与运算符栈，从左到右扫描表达式，

遇操作数，直接入操作数栈。
遇左括号，直接入运算符栈。
遇右括号，循环出栈计算，直到弹出左括号。
遇运算符：
- 若栈空、栈顶为左括号、或当前优先级 > 栈顶优先级，则直接入栈。
- 否则，循环出栈计算，直到满足上述入栈条件。
最终，操作数栈顶即为结果。

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**后缀表达式（逆波兰表达式）**求值：

从左到右扫描表达式。
遇到操作数，则将其压入栈。
遇到运算符，则从栈中弹出两个操作数，按运算符进行计算，并将结果压回栈中。

重复上述过程，直到表达式结束。栈中剩下的最后一个数就是结果。

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前缀表达式求值算法规则：

从右到左扫描表达式。
遇到操作数，则将其压入栈。
遇到运算符，则从栈中弹出两个操作数，按运算符进行计算，并将结果压回栈中。

注意：对于减法和除法，先弹出的是左操作数，后弹出的是右操作数，顺序与后缀表达式相反。

重复上述过程，直到表达式开始。栈中剩下的最后一个数就是结果。

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1.2 递归算法时间复杂度

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2. 哈夫曼编码

3. 编译过程

4. 软件工程

数据流和数据存储：

数据流：数据在系统中流动的路径，代表了数据的传递和处理过程，如用户请求。
数据存储：利用介质将数据持久化保存机制，是静态的，如挂号记录。

内聚类型：

顺序内聚：模块内各部分必须顺序执行，且前一部分的输出是后一部分的输入。
功能内聚：模块内各部分共同完成一个单一的功能，不可再分。
通信内聚：模块内各部分因处理同一份数据而聚集到一起。
巧合内聚：模块内各部分之间没有任何联系，只是偶然凑到一起。

软件开发模型：

瀑布模型：必须完成前一个阶段，才能开始下一个。阶段包括：需求分析 → 设计 → 编码 → 测试 → 维护。适用于需求稳定、技术成熟、质量要求高于速度的项目。
V模型：瀑布模型的变体。在开发每个阶段（如需求分析、系统设计）时，就同步规划其对应的测试阶段（如验收测试、系统测试）。适用于对正确性有严苛要求的安全关键系统。
原型模型：快速构建一个简化版的可运行原型，让用户直观感受并提出反馈，在此基础上开发最终产品。适用于解决 “用户不知道自己想要什么” 的问题，是探索需求的利器。
增量模型：先构建一个核心功能（增量1），交付给用户；再添加第二个功能（增量2），如此反复，直到整个系统完成。适用于可以分期交付、且模块相对独立的产品。
迭代模型：一开始只实现一个粗略的、覆盖所有功能的系统框架，然后在后续的迭代中不断细化和完善每个功能。适用于项目庞大，无法在初期确定所有细节，需要通过逐步细化来达成目标。
螺旋模型：每个循环包含四个阶段：制定计划 → 风险分析 → 工程实现 → 客户评估。每循环一次，系统就得到一个更完善的版本。适用于庞大、复杂且充满未知和高风险的项目。
敏捷模型：一种思想和框架（如Scrum, XP）。它将项目分解为一系列短周期（通常为1-4周，称为一个“Sprint”），在每个周期结束时交付一个可用的软件增量。它拥抱变化，强调团队协作和客户反馈。适用于当今互联网和软件行业的主流，尤其适合需求频繁变更、竞争激烈的市场环境。