GATE-CS-2017(Set 1) 第53章

简介

本章主要涵盖了与编程相关的概念和算法，涵盖C语言，数据结构，复杂程度，OOPS和算法分析等主题。

C语言

C语言是广泛使用的高级编程语言，可以用于开发操作系统，系统软件，游戏开发等应用。许多编程语言（如C++和Java）都从C语言发展而来。

示例代码

下面是一段简单的C程序，用于输出“Hello World！”：

#include <stdio.h>

int main() {
   // 输出字符串
   printf("Hello, World!");
   return 0;
}

数据结构

数据结构是指数据元素之间的关系与其组织方式。它使得数据的访问和处理更加高效和方便。

示例代码

下面是一个二叉树的示例代码。

struct Node {
    int data;
    struct Node* left;
    struct Node* right;
};

struct Node* newNode(int item) {
    struct Node* temp = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node));
    temp->data = item;
    temp->left = temp->right = NULL;
    return temp;
};

void inorder(struct Node* root) {
    if (root != NULL) {
        inorder(root->left);
        printf("%d ", root->data);
        inorder(root->right);
    }
}

OOPS

OOPS（面向对象编程）是一种编程范式，它使用对象来描述现实世界的事物，并通过对象之间的交互来实现程序的功能。OOPS主要包括封装，继承和多态等概念。

示例代码

下面是一个基于OOPS的示例代码。

class Shape {
public:
    virtual double area() const = 0;
    virtual double perimeter() const = 0;
};

class Circle : public Shape {
private:
    double radius;
public:
    Circle(double r) : radius(r) {}
    double area() const override {return M_PI * radius * radius;}
    double perimeter() const override {return 2 * M_PI * radius;}
};

class Rectangle : public Shape {
private:
    double width;
    double height;
public:
    Rectangle(double w, double h) : width(w), height(h) {}
    double area() const override {return width * height;}
    double perimeter() const override {return 2 * (width + height);}
};

复杂度

复杂度是指算法运行所需的资源（如时间和空间）的数量。常见的复杂度有时间复杂度和空间复杂度。

示例代码

下面是一个在数组中查找最大和的子数组的示例代码，它的时间复杂度为O(n)。

int maxSubArraySum(int a[], int size)
{
    int max_so_far = INT_MIN, max_ending_here = 0;

    for (int i = 0; i < size; i++) {
        max_ending_here = max_ending_here + a[i];
        if (max_so_far < max_ending_here) {
            max_so_far = max_ending_here;
        }
        if (max_ending_here < 0) {
            max_ending_here = 0;
        }
    }

    return max_so_far;
}

算法分析

算法分析是指对算法进行分析，以确定其时间复杂度和空间复杂度等性质。算法分析可以帮助我们选择更好的算法并优化现有的算法。

示例代码

下面是一个常见的排序算法选择排序的示例代码。

void selectionSort(int arr[], int n) {
    int i, j, min_idx;

    for (i = 0; i < n - 1; i++) {
        min_idx = i;
        for (j = i + 1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[min_idx]) {
                min_idx = j;
            }
        }
        swap(&arr[min_idx], &arr[i]);
    }
}

结论

本章涵盖了许多与编程相关的主题，包括C语言，数据结构，OOPS，复杂度和算法分析等。这些主题是编程基础，对于成为一名优秀的程序员至关重要。