systems (C++ and Python) ○ Data volume in terabytes ● Program analysis research and functional programming in a past life ● Love performance, software abstractions, and clean APIsWhy Python? ● Writing Writing extensive APIs in Python - low boilerplate ● Familiar for domain experts ● Easy to use ○ Amazing interactive support out of the box (IPython) ○ Jupyter notebooks provide a great research environment CppCon :) Why Python? Why C++?● Why? ○ Avoid reimplementing complex code for Python ○ Performance ○ Back and forth with user’s python code ○ Interoperability with data structures in Python - shared memory

关于本书 本项目旨在创建一本开源、免费、对新手友好的数据结构与算法入门教程。 ‧ 全书采用动画图解，结构化地讲解数据结构与算法知识，内容清晰易懂，学习曲线平滑。 ‧ 算法源代码皆可一键运行，支持 Python、C++、Java、C#、Go、Swift、JavaScript、TypeScript、Dart、 Rust、C 和 Zig 等语言。 ‧ 鼓励读者在线上章节评论区互帮互助、共同进步，提问与评论通常可在两日内得到回复。 。建议记住它们，以便阅读文献。 ‧ 专有名词和有特指含义的词句会使用“引号” 标注，以避免歧义。 ‧ 重要名词、重点内容和总结性语句会 加粗，这类文字值得特别关注。 ‧ 当涉及编程语言之间不一致的名词时，本书均以 Python 为准，例如使用 None 来表示“空”。 ‧ 本书部分放弃了编程语言的注释规范，以换取更加紧凑的内容排版。注释主要分为三种类型：标题注 释、内容注释、多行注释。 /* 标题注释，用于标注函数、类、测试样例等 容。 图 0‑5 代码块与对应的源代码文件 除了本地运行代码，网页版还支持 Python 代码的可视化运行（基于 pythontutor 实现）。如图 0‑6 所示，你 可以点击代码块下方的“可视化运行”来展开视图，观察算法代码的执行过程；也可以点击“全屏观看”，以 获得更好的阅览体验。 图 0‑6 Python 代码的可视化运行 第 0 章 前言 hello‑algo.com 8 0

关于本书 本项目旨在创建一本开源、免费、对新手友好的数据结构与算法入门教程。 ‧ 全书采用动画图解，结构化地讲解数据结构与算法知识，内容清晰易懂，学习曲线平滑。 ‧ 算法源代码皆可一键运行，支持 Python、C++、Java、C#、Go、Swift、JavaScript、TypeScript、Dart、 Rust、C 和 Zig 等语言。 ‧ 鼓励读者在线上章节评论区互帮互助、共同进步，提问与评论通常可在两日内得到回复。 住它们， 以便阅读文献。 ‧ 重点内容和总结性语句会 加粗，这类文字值得特别关注。 ‧ 有特指含义的词句会使用“引号”标注，以避免歧义。 ‧ 当涉及编程语言之间不一致的名词时，本书均以 Python 为准，例如使用 None 来表示“空”。 ‧ 本书部分放弃了编程语言的注释规范，以换取更加紧凑的内容排版。注释主要分为三种类型：标题注 释、内容注释、多行注释。 第 0 章 前言 hello‑algo 容。 图 0‑5 代码块与对应的源代码文件 除了本地运行代码，网页版还支持 Python 代码的可视化运行（基于 pythontutor 实现）。如图 0‑6 所示，你 可以点击代码块下方的“可视化运行”来展开视图，观察算法代码的执行过程；也可以点击“全屏观看”，以 获得更好的阅览体验。 图 0‑6 Python 代码的可视化运行 第 0 章 前言 hello‑algo.com 8 0

住它们， 以便阅读文献。 ‧ 重点内容和总结性语句会 加粗，这类文字值得特别关注。 ‧ 有特指含义的词句会使用“引号”标注，以避免歧义。 ‧ 当涉及编程语言之间不一致的名词时，本书均以 Python 为准，例如使用 None 来表示“空”。 ‧ 本书部分放弃了编程语言的注释规范，以换取更加紧凑的内容排版。注释主要分为三种类型：标题注 释、内容注释、多行注释。 第 0 章 前言 www 容。 图 0‑5 代码块与对应的源代码文件 除了本地运行代码，网页版还支持 Python 代码的可视化运行（基于 pythontutor 实现）。如图 0‑6 所示，你 可以点击代码块下方的“可视化运行”来展开视图，观察算法代码的执行过程；也可以点击“全屏观看”，以 获得更好的阅览体验。 图 0‑6 Python 代码的可视化运行 第 0 章 前言 www.hello‑algo.com 8 案。从数据结构与算法的角度看，这种方法本质上是“贪心”算法。 小到烹饪一道菜，大到星际航行，几乎所有问题的解决都离不开算法。计算机的出现使得我们能够通过编程 将数据结构存储在内存中，同时编写代码调用 CPU 和 GPU 执行算法。这样一来，我们就能把生活中的问题 转移到计算机上，以更高效的方式解决各种复杂问题。 Tip 如果你对数据结构、算法、数组和二分查找等概念仍感到一知半解，请继续往下阅读，本书将引导你

本项目旨在创建一本开源免费、新手友好的数据结构与算法入门教程。 ‧ 全书采用动画图解，结构化地讲解数据结构与算法知识，内容清晰易懂、学习曲线平滑。 ‧ 算法源代码皆可一键运行，支持 Java、C++、Python、Go、JS、TS、C#、Swift、Rust、Dart、Zig 等 语言。 ‧ 鼓励读者在章节讨论区互帮互助、共同进步，提问与评论通常可在两日内得到回复。 0.1.1 读者对象 若您是 重要专有名词及其英文翻译会用「」 括号标注，例如「数组 array」 。建议记住它们，以便阅读文献。 ‧ 加粗的文字 表示重点内容或总结性语句，这类文字值得特别关注。 ‧ 当涉及到编程语言之间不一致的名词时，本书均以 Python 为准，例如使用 None 来表示“空”。 ‧ 本书部分放弃了编程语言的注释规范，以换取更加紧凑的内容排版。注释主要分为三种类型：标题注 释、内容注释、多行注释。 /* 标题注释，用于标注函数、类、测试样例等 案。从数据结构与算法的角度看，这种方法本质上是“贪心”算法。 小到烹饪一道菜，大到星际航行，几乎所有问题的解决都离不开算法。计算机的出现使我们能够通过编程将 数据结构存储在内存中，同时编写代码调用 CPU 和 GPU 执行算法。这样一来，我们就能把生活中的问题转 移到计算机上，以更高效的方式解决各种复杂问题。 � 如果你对数据结构、算法、数组和二分查找等概念仍感到一知半解，请继续往下阅读，这本书

关键字语义的修改使得我 们更加有信心来操控极度复杂的模板类型。同时还对语言运行期进行了大量的强化，Lambda 表达式的出 现让 C++ 具有了『匿名函数』的『闭包』特性，而这一特性几乎在现代的编程语言（诸如 Python/Swift/. . . ）中已经司空见惯，右值引用的出现解决了 C++ 长期以来被人诟病的临时对象效率问题等等。 C++17 则是近三年依赖 C++ 社区一致推进的方向，也指出了 现代 C++ 拢，直接学习新特性。毕竟，技术是向前发展的。 1.2 与 C 的兼容性 出于一些不可抗力、历史原因，我们不得不在 C++ 中使用一些 C 语言代码（甚至古老的 C 语言代 码），例如 Linux 系统调用。在现代 C++ 出现之前，大部分人当谈及『C 与 C++ 的区别是什么』时， 普遍除了回答面向对象的类特性、泛型编程的模板特性外，就没有其他的看法了，甚至直接回答『差不 多』，也是大有人在。图 NULL 定义 成 0 将导致 C++ 中重载特性发生混乱。考虑下面这两个 foo 函数： void foo(char*); void foo(int); 那么 foo(NULL); 这个语句将会去调用 foo(int)，从而导致代码违反直觉。 为了解决这个问题，C++11 引入了 nullptr 关键字，专门用来区分空指针、0。而 nullptr 的类型 为 nullptr_t，能够隐式的转

vector a{4}; • 会得到长度为 1 只有一个元素 4 的数组。 • 如果需要长度为 4 ，元素全部为 0 的数组，必 须用圆括号 () 而不是花括号 {} ，这样才能保证 调用他的显式（ explicit ）构造函数： • vector a(4); • 会得到长度为 4 元素全为 0 的数组。 • vector(initializer_list list); 容器：构造函数 • 这在对于只能用花括号初始化的类成员来说，就 有很大问题： • vector a{4}; • 会得到长度为 1 只有一个元素 4 的数组。 • 但还是可以用这种写法强制调用显式构造函数： • vector a = vector(4); • 会得到长度为 4 元素全为 0 的数组。 • vector(initializer_list list); 容器：构造函数 • 这在对于只能用花括号初始化的类成员来说，就 有很大问题： • vector a{4}; • 会得到长度为 1 只有一个元素 4 的数组。 • 但还是可以用这种写法强制调用显式构造函数： • vector a = vector(4); • 会得到长度为 4 元素全为 0 的数组。 • vector(initializer_list list);

g++ main.cpp -o a.out • 该命令会调用编译器程序 g++ ，让他读取 main.cpp 中的字符串（称为源码），并根据 C+ + 标准生成相应的机器指令码，输出到 a.out 这个文件中，（称为可执行文件）。 • > ./a.out • 之后执行该命令，操作系统会读取刚刚生成的可执行文件，从而执行其中编译成机器码， 调用系统提供的 printf 函数，并在终端显示出 Hello ，之后再根据一系列对象文件进行链接 ，得到最终的 a.out ： • > g++ hello.o main.o -o a.out 为什么需要构建系统（ Makefile ） • 文件越来越多时，一个个调用 g++ 编译链接会变得很麻烦。 • 于是，发明了 make 这个程序，你只需写出不同文件之间的依赖关系，和生成各文件的规则。 • > make a.out • 敲下这个命令，就可以构建出 a shell 或 python 可以做很多判断等。 4. 不同的编译器有不同的 flag 规则，为 g++ 准备的参数可能对 MSVC 不适用。 构建系统的构建系统（ CMake ） • 为了解决 make 的以上问题，跨平台的 CMake 应运而生！ • make 在 Unix 类系统上是通用的，但在 Windows 则不然。 • 只需要写一份 CMakeLists.txt ，他就能够在调用时生成当前系统所支持的构建系统。

RAII ：避免犯错误 与 Java ， Python 等垃圾回收语言不同， C++ 的 解构函数是显式的，离开作用域自动销毁，毫不含 糊（有好处也有坏处，对高性能计算而言利大于 弊） 如果没有解构函数，则每个带有返回的分 支都要手动释放所有之前的资源 : RAII ：异常安全（ exception-safe ） C++ 标准保证当异常发生时，会调用已创建对象的解构函数 。 因此 C++ 中没有（也不需要） • return {“ 佩奇” , 80}; • 的话，就不要加 explicit 。 • 顺便一提，上一个例子中 show(80) 和 show({80}) 等价。 使用 {} 和 () 调用构造函数，有什么区别？ 1. int(3.14f) 不会出错，但是 int{3.14f} 会出错，因为 {} 是非强制转换。 2. Pig(“ 佩奇” , 3.14f) 不会出错，但是 Pig{“ 会出错，原因同上，更安全。 3. 可读性： Pig(1, 2) 则 Pig 有可能是个函数， Pig{1, 2} 看起来更明确。 • 其实谷歌在其 Code Style 中也明确提出别再通过 () 调用构造函数，需要类型转换时应该 用： 1. static_cast(3.14f) 而不是 int(3.14f) 2. reinterpret_cast(0xb8000)

个模板参数： set • 第一个 T 是容器内元素的类 型，例如 int 或 string 等。 • 第二个 CompT 定义了你想 要的比较函子， set 内部会 调用这个函数来决定怎么排 序。 • 如果 CompT 不指定，默认 会直接用运算符 < 来比较。 • 这里我们定义个 MyComp 作为比较函子，和默认的一 样用 < 来比较，所以没有变 化。 的排序：自定义排序函数 • 首先搞懂 set 内部是怎么确定 两个元素 a 和 b 相等的： • !(a < b) && !(b < a) • 也就是说他 set 内部没有用到 == 运算符，而是调用了两次 比较函子来判断的。逻辑是： • 若 a 不小于 b 且 b 不小于 a ，则视为 a 等于 b ，所以 这就是为什么 set 只需要一个 比较函子，不需要相等函子的 原因。 set 的排序：自定义排序函数 这意味着如果一个 STL 模板函数（比如 std::find ）要求迭代器是前向迭代器即可，那么也可 以给他随机访问迭代器，因为前向迭代器是随机访问迭代器的子集。 例如， vector 和 list 都可以调用 std::find （ set 则直接提供了 find 作为成员函数，稍后 讨论） set 和 vector 迭代器的不同点 • set 的迭代器对象也重载了 + + 为红黑树的遍历。 •