数据结构与算法必备的 50 个代码实现

红色石头的个人网站：

红色石头的个人博客-机器学习、深度学习之路www.redstonewill.com

数据结构和算法是程序员的内功心法和基本功。无论是人工智能还是其它计算机科学领域，掌握扎实的数据结构和算法知识，往往会助力不少！今天给大家推荐一份不错的数据结构与算法资源。特点是：全代码实现！

这份资源的作者王争老师是前 Google 工程师，5 万+人跟着学的《数据结构和算法之美》专栏作者。他总结了程序员必备的 50 个数据结构与算法，以及相应的代码实现。开源地址为：

我们来看一下这必备的 50 个数据结构与算法究竟包含了哪些内容。

数组

• 问题：实现一个支持动态扩容的数组
• 问题：实现一个大小固定的有序数组，支持动态增删改操作
• 问题：实现两个有序数组合并为一个有序数组

链表

• 问题：实现单链表、循环链表、双向链表，支持增删操作
• 问题：实现单链表反转
• 问题：实现两个有序的链表合并为一个有序链表
• 问题：实现求链表的中间结点

栈

• 问题：用数组实现一个顺序栈
• 问题：用链表实现一个链式栈
• 问题：编程模拟实现一个浏览器的前进、后退功能

队列

• 问题：用数组实现一个顺序队列
• 问题：用链表实现一个链式队列
• 问题：实现一个循环队列

递归

• 问题：编程实现斐波那契数列求值f(n)=f(n-1)+f(n-2)
• 问题：编程实现求阶乘n!
• 问题：编程实现一组数据集合的全排列

排序

• 问题：实现归并排序、快速排序、插入排序、冒泡排序、选择排序
• 问题：编程实现O(n)时间复杂度内找到一组数据的第K大元素

二分查找

• 问题：实现一个有序数组的二分查找算法
• 问题：实现模糊二分查找算法（比如大于等于给定值的第一个元素）

散列表

• 问题：实现一个基于链表法解决冲突问题的散列表
• 问题：实现一个LRU缓存淘汰算法

字符串

• 问题：实现一个字符集，只包含a～z这26个英文字母的Trie树
• 问题：实现朴素的字符串匹配算法

二叉树

• 问题：实现一个二叉查找树，并且支持插入、删除、查找操作
• 问题：实现查找二叉查找树中某个节点的后继、前驱节点
• 问题：实现二叉树前、中、后序以及按层遍历

堆

• 问题：实现一个小顶堆、大顶堆、优先级队列
• 问题：实现堆排序
• 问题：利用优先级队列合并K个有序数组
• 问题：求一组动态数据集合的最大Top K

图

• 问题：实现有向图、无向图、有权图、无权图的邻接矩阵和邻接表表示方法
• 问题：实现图的深度优先搜索、广度优先搜索
• 问题：实现Dijkstra算法、A*算法
• 问题：实现拓扑排序的Kahn算法、DFS算法

回溯

• 问题：利用回溯算法求解八皇后问题
• 问题：利用回溯算法求解0-1背包问题

分治

• 问题：利用分治算法求一组数据的逆序对个数

动态规划

• 问题：0-1背包问题
• 问题：最小路径和
• 问题：编程实现莱文斯坦最短编辑距离
• 问题：编程实现查找两个字符串的最长公共子序列
• 问题：编程实现一个数据序列的最长递增子序列

以上所有的数据结构与算法都配备相应的程序代码。一大特点是代码配备多种编程语言，例如 Python、C、Java、Go、Scala 等。

举例来说，关于常见的排序算法，例如冒泡排序、插入排序、选择排序，作者给出了相应的 Python 代码实现：

""" Bubble sort, insertion sort and selection sort 冒泡排序、插入排序、选择排序 Author: Wenru """ from typing import List # 冒泡排序 def bubble_sort(a: List[int]): length = len(a) if length <= 1: return for i in range(length): made_swap = False for j in range(length - i - 1): if a[j] > a[j + 1]: a[j], a[j + 1] = a[j + 1], a[j] made_swap = True if not made_swap: break # 插入排序 def insertion_sort(a: List[int]): length = len(a) if length <= 1: return for i in range(1, length): value = a[i] j = i - 1 while j >= 0 and a[j] > value: a[j + 1] = a[j] j -= 1 a[j + 1] = value # 选择排序 def selection_sort(a: List[int]): length = len(a) if length <= 1: return for i in range(length): min_index = i min_val = a[i] for j in range(i, length): if a[j] < min_val: min_val = a[j] min_index = j a[i], a[min_index] = a[min_index], a[i] def test_bubble_sort(): test_array = [1, 1, 1, 1] bubble_sort(test_array) assert test_array == [1, 1, 1, 1] test_array = [4, 1, 2, 3] bubble_sort(test_array) assert test_array == [1, 2, 3, 4] test_array = [4, 3, 2, 1] bubble_sort(test_array) assert test_array == [1, 2, 3, 4] def test_insertion_sort(): test_array = [1, 1, 1, 1] insertion_sort(test_array) assert test_array == [1, 1, 1, 1] test_array = [4, 1, 2, 3] insertion_sort(test_array) assert test_array == [1, 2, 3, 4] test_array = [4, 3, 2, 1] insertion_sort(test_array) assert test_array == [1, 2, 3, 4] def test_selection_sort(): test_array = [1, 1, 1, 1] selection_sort(test_array) assert test_array == [1, 1, 1, 1] test_array = [4, 1, 2, 3] selection_sort(test_array) assert test_array == [1, 2, 3, 4] test_array = [4, 3, 2, 1] selection_sort(test_array) assert test_array == [1, 2, 3, 4] if __name__ == "__main__": array = [5, 6, -1, 4, 2, 8, 10, 7, 6] bubble_sort(array) print(array) array = [5, 6, -1, 4, 2, 8, 10, 7, 6] insertion_sort(array) print(array) array = [5, 6, -1, 4, 2, 8, 10, 7, 6] selection_sort(array) print(array)

当然，还有其它编程语言的代码实现，这里就不一一列举了！

目前，这份资源已经在 GitHub 上收获了 6000 星了。是一份不错的数据结构与算法参考代码。值得一看。最后再附上地址：

wangzheng0822/algogithub.com