盡管計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的同學(xué)在大學(xué)都學(xué)過這門課程，甚至很多培訓(xùn)機(jī)構(gòu)也會培訓(xùn)這方面的知識，但是據(jù)我了解，很多程序員對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法依舊一竅不通。還有一些人也只聽說過數(shù)組、鏈表、快排這些最最基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，稍微復(fù)雜一點的就完全沒概念。
當(dāng)然，也有很多人說，自己實際工作中根本用不到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。所以，就算不懂這塊知識，只要 Java API、開發(fā)框架用得熟練，照樣可以把代碼寫得“飛”起來。事實真的是這樣嗎？
今天我們就來詳細(xì)聊一聊，為什么要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。
想要通關(guān)大廠面試，千萬別讓數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法拖了后腿
很多大公司，比如 BAT、Google、Facebook，面試的時候都喜歡考算法、讓人現(xiàn)場寫代碼。有些人雖然技術(shù)不錯，但每次去面試都會“跪”在算法上，很是可惜。那你有沒有想過，為什么這些大公司都喜歡考算法呢？
校招的時候，參加面試的學(xué)生通常沒有實際項目經(jīng)驗，公司只能考察他們的基礎(chǔ)知識是否牢固。社招就更不用說了，越是厲害的公司，越是注重考察數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法這類基礎(chǔ)知識。相比短期能力，他們更看中你的長期潛力。
你可能要說了，我不懂?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法，照樣找到了好工作啊。那我是不是就不用學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法呢？當(dāng)然不是，你別忘了，我們學(xué)任何知識都是為了“用”的，是為了解決實際工作問題的，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法自然也不例外。
業(yè)務(wù)開發(fā)工程師，你真的愿意做一輩子 CRUD boy 嗎？
如果你是一名業(yè)務(wù)開發(fā)工程師，你可能要說，我整天就是做數(shù)據(jù)庫 CRUD（增刪改查），哪里用得到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法?。?/span>
是的，對于大部分業(yè)務(wù)開發(fā)來說，我們平時可能更多的是利用已經(jīng)封裝好的現(xiàn)成的接口、類庫來堆砌、翻譯業(yè)務(wù)邏輯，很少需要自己實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。但是，不需要自己實現(xiàn)，并不代表什么都不需要了解。
如果不知道這些類庫背后的原理，不懂得時間、空間復(fù)雜度分析，你如何能用好、用對它們？存儲某個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的時候，你如何知道應(yīng)該用 ArrayList，還是 Linked List 呢？調(diào)用了某個函數(shù)之后，你又該如何評估代碼的性能和資源的消耗呢？
作為業(yè)務(wù)開發(fā)，我們會用到各種框架、中間件和底層系統(tǒng)，比如 Spring、RPC 框架、消息中間件、Redis 等等。在這些基礎(chǔ)框架中，一般都揉和了很多基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的設(shè)計思想。
比如，我們常用的 Key-Value 數(shù)據(jù)庫 Redis 中，里面的有序集合是用什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的呢？為什么要用跳表來實現(xiàn)呢？為什么不用二叉樹呢？
如果你能弄明白這些底層原理，你就能更好地使用它們。即便出現(xiàn)問題，也很容易就能定位。因此，掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，不管對于閱讀框架源碼，還是理解其背后的設(shè)計思想，都是非常有用的。
在平時的工作中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的應(yīng)用到處可見。我來舉一個你非常熟悉的例子：如何實時地統(tǒng)計業(yè)務(wù)接口的 99% 響應(yīng)時間？
你可能最先想到，每次查詢時，從小到大排序所有的響應(yīng)時間，如果總共有 1200 個數(shù)據(jù)，那第 1188 個數(shù)據(jù)就是 99% 的響應(yīng)時間。很顯然，每次用這個方法查詢的話都要排序，效率是非常低的。但是，如果你知道“堆”這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用兩個堆可以非常高效地解決這個問題。
基礎(chǔ)架構(gòu)研發(fā)工程師，寫出達(dá)到開源水平的框架才是你的目標(biāo)！
現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上的技術(shù)文章、架構(gòu)分享、開源項目滿天飛，照貓畫虎做一套基礎(chǔ)框架并不難。我就拿 RPC 框架舉例。
不同的公司、不同的人做出的 RPC 框架，架構(gòu)設(shè)計思路都差不多，最后實現(xiàn)的功能也都差不多。但是有的人做出來的框架，Bug 很多、性能一般、擴(kuò)展性也不好，只能在自己公司僅有的幾個項目里面用一下。而有的人做的框架可以開源到 GitHub 上給很多人用，甚至被 Apache 收錄。為什么會有這么大的差距呢？
我覺得，高手之間的競爭其實就在細(xì)節(jié)。這些細(xì)節(jié)包括：你用的算法是不是夠優(yōu)化，數(shù)據(jù)存取的效率是不是夠高，內(nèi)存是不是夠節(jié)省等等。這些累積起來，決定了一個框架是不是優(yōu)秀。所以，如果你還不懂?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，沒聽說過大 O 復(fù)雜度分析，不知道怎么分析代碼的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度，那肯定說不過去了，趕緊來補一補吧！
對編程還有追求？不想被行業(yè)淘汰？那就不要只會寫湊合能用的代碼！
何為編程能力強？是代碼的可讀性好、健壯？還是擴(kuò)展性好？我覺得沒法列，也列不全。但是，在我看來，性能好壞起碼是其中一個非常重要的評判標(biāo)準(zhǔn)。但是，如果你連代碼的時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度都不知道怎么分析，怎么寫出高性能的代碼呢？
你可能會說，我在小公司工作，用戶量很少，需要處理的數(shù)據(jù)量也很少，開發(fā)中不需要考慮那么多性能的問題，完成功能就可以，用什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，差別根本不大。但是你真的想“十年如一日”地做一樣的工作嗎？
經(jīng)常有人說，程序員 35 歲之后很容易陷入瓶頸，被行業(yè)淘汰，我覺得原因其實就在此。有的人寫代碼的時候，從來都不考慮非功能性的需求，只是完成功能，湊合能用就好；做事情的時候，也從來沒有長遠(yuǎn)規(guī)劃，只把眼前事情做好就滿足了。
我曾經(jīng)面試過很多大齡候選人，簡歷能寫十幾頁，經(jīng)歷的項目有幾十個，但是細(xì)看下來，每個項目都是重復(fù)地堆砌業(yè)務(wù)邏輯而已，完全沒有難度遞進(jìn)，看不出有能力提升。**久而久之，十年的積累可能跟一年的積累沒有任何區(qū)別。**這樣的人，怎么不會被行業(yè)淘汰呢？
如果你在一家成熟的公司，或者 BAT 這樣的大公司，面對的是千萬級甚至億級的用戶，開發(fā)的是 TB、PB 級別數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)。性能幾乎是開發(fā)過程中時刻都要考慮的問題。一個簡單的 ArrayList、Linked List 的選擇問題，就可能會產(chǎn)生成千上萬倍的性能差別。這個時候，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的意義就完全凸顯出來了。
其實，我覺得，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法這個東西，如果你不去學(xué)，可能真的這輩子都用不到，也感受不到它的好。但是一旦掌握，你就會常常被它的強大威力所折服。之前你可能需要費很大勁兒來優(yōu)化的代碼，需要花很多心思來設(shè)計的架構(gòu)，用了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法之后，很容易就可以解決了。
內(nèi)容小結(jié)
我們學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，并不是為了死記硬背幾個知識點。我們的目的是建立時間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度意識，寫出高質(zhì)量的代碼，能夠設(shè)計基礎(chǔ)架構(gòu)，提升編程技能，訓(xùn)練邏輯思維，積攢人生經(jīng)驗，以此獲得工作回報，實現(xiàn)你的價值，完善你的人生。
所以，不管你是業(yè)務(wù)開發(fā)工程師，還是基礎(chǔ)架構(gòu)工程師；不管你是初入職場的初級工程師，還是工作多年的資深架構(gòu)師，又或者是想轉(zhuǎn)人工智能、區(qū)塊鏈這些熱門領(lǐng)域的程序員，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法作為計算機(jī)的基礎(chǔ)知識、核心知識，都是必須要掌握的。
掌握了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法，你看待問題的深度，解決問題的角度就會完全不一樣。因為這樣的你，就像是站在巨人的肩膀上，拿著生存利器行走世界。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法，會為你的編程之路，甚至人生之路打開一扇通往新世界的大門。
