Для чего изучать структуры данных и алгоритмы

Грамотное структурирование данных и общая схема алгоритма программы имеют большое значение для получения эффективной программы или веб-приложения. Программист должен владеть такими навыками, иначе будет написан плохой исходный код.

Если человек решил выбрать для себя путь программиста или веб-разработчика, то ему придётся столкнуться с одним или несколькими языками программирования. Чтобы создать хороший исходный код обязательно следует изучить структуры данных и алгоритмы.

Сегодня пользуются популярностью следующие языки программирования:

• PHP;
• C#;
• JavaScript;
• Python;
• Java;
• C++.

Каждый из языков имеет набор команд и правил, которые называются синтаксисом. В синтаксисе можно выделить два важных компонента - корректность использования тех или иных команд в коде, а также выбор представления данных.

Структуры данных

Любая программа работает с конкретными значениями или данными, которые нужно считать, преобразовать или удалить. В рамках одной программы может быть два их представления - переменные и постоянные.

Переменные - это значения, которые могут подвергаться изменениям в процессе выполнения кода программы и по-разному объявляются в разных языках программирования. Например, в C++ необходимо объявить переменные заранее, в то время как Python способен работать с ними на месте. В каждом языке свои структуры данных.

Есть несколько типов переменных: целое число, дробное число (с плавающей точкой), строка, символ, истина или ложь и так далее.

Постоянная - значение, которое не подвергается изменениям при выполнении программы. Например, число "пи".

Ошибки большинства начинающих программистов связаны с неправильным использованием типов данных. Есть ряд правил, в числе которых запрет на проведение тех или иных действий с данными разных типов. Например, нельзя провести операцию сложения между числовыми и строковыми значениями.

Переменная выбранного типа занимает определённую ячейку в оперативной памяти. При структурировании данных, нужно рационально разбивать переменные по типам. Нет смысла делать для выбора из двух вариантов переменную числового типа.

Алгоритмы

Если структуры данных необходимы для работы с входной, преобразуемой и исходной информацией, то алгоритм является последовательностью действий, которые программа выполняет для достижения какой-то задачи.

Знание синтаксиса языка программирования позволяет написать эффективный алгоритм со сниженным количеством строк исходного кода.

Основные действия, за которые отвечает алгоритм программы:

• ввод и вывод;
• структуры данных и их типы;
• условия;
• множественный выбор;
• циклы;
• работа с массивами;
• функции.

Список можно и продолжать, но стоит остановиться именно на этих компонентах, общих для подавляющего большинства языков.

В первую очередь алгоритм программы должен предусматривать диалог между пользователем и исполняемым исходным кодом. Операции ввода и вывода формируют этот диалог. Основным методом общения является UI - пользовательский интерфейс, который создаётся либо средствами программы, либо, в случае с веб-программированием, с использованием front-end составляющей.

Программа, написанная на C++, будет самостоятельно отрисовывать пользовательский интерфейс. Но если это языки PHP или Python, исполняемые на стороне сервера, то внешняя часть будет оформлена за счёт HTML и CSS.

Составление в алгоритме удобного способа вводить данные и задавать программе, что конкретно она должна с ними делать, важная часть в работе программиста. Конечно, если программист адаптирует программу под личное использование, то здесь можно ограничиться самым примитивным интерфейсом в рамках имеющихся задач.

Ваши алгоритмы должны быть хорошо структурированы и эффективно решать все стоящие перед программой задачи.