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https://en.wikipedia.org/wiki...栈 https://en.wikipedia.org/wiki...队列 https://en.wikipedia.org/wiki...图 https://en.wikipedia.org/wiki...哈希表 https://en.wikipedia.org/wiki...链表 https://en.wikipedia.org/wiki...堆 https://en.wikipedia.org/wiki...2. 核心概念 AI2.1 贪心算法想象一下你要去徒步旅行而你的目标是尽可能到达最高峰在开始之前你已经有了地图但是地图上显示了成千上万条路但是你无法评估每一条所以扔掉了地图你从一个看起来很简单的路开始走这种方式就是根据感性来选出来的是一种贪婪和短视的表现你选择只走最倾斜向上的路线但是旅行结束后全身酸痛你查看地图却发现旁边有一条泥泞的小河跨过去就好了而不用一直向上走贪心算法会选择当下的最佳路线而不是重新开始考虑评估选择2.2 爬山算法这次你要爬另一座山你决定要找到能够带你到达最高峰的那条路但是很不幸你的地图丢了而且山上雾气很大那怎么办呢所以你为了让旅途更轻松你下载了一个 app 这个 app 能够跟踪你走过的路测量你当前的高度于是你每次走过的路线都是能够把你带到最高峰的路线但是在中途你选择了一条另外的路线而这个路线也能把你带到最高峰2.3 模拟退火在你前面的是珠穆朗玛峰这是你所面临的最大的挑战你的目标是登顶但是一遍又一遍爬珠峰是不切实际的所以你只有一次机会你现在非常谨慎你不会总是向上爬而是偶尔移动到一个比较低的点来探索其他可能的路径以减少出错的机会你爬的越高你移动到较低点进行探索的可能性就越低2.4 动态规划父亲：在一张纸上写下 1+1+1+1+1+1+1+1 =父亲：那等于什么儿子：三秒后数了数等于 8 父亲：在左侧写下另一个 + 1父亲：现在等于多少儿子：立刻确定了是 9 父亲：现在为何你数的这么快儿子：因为你刚刚才加了一个父亲：所以你不需要重新数而是记住了刚刚那个数字等于 8 2.5 P 和 NP 的问题P vs NP 是计算机科学领域中最流行和最重要的未解决问题之一假设我给你一个乘法问题例如：Q1：P = 7 * 17答案是119 这个很容易算吧如果我颠倒这个问题怎么办：Q2：P * Q = 119 （P 和 Q 都不能是 1 或者 119）如果你没有看到 Q1你要解决 Q2 你可能会从 2 开始尝试一直遍历到 118 为止所以我们还没有一种找到一个数因数的高效算法如果我问你P 可能是 7 吗这时候你可以轻松验证答案吗你当然可以只需要将 119 / 7 就可以了乘法很容易但是找到一个数的原始因数却很难所以 Q1 是一个 P(多项式)问题它很容易得到解决因为计算机可以轻松的将任意两个数相乘但是 Q2 是一个 NP(非多项式)问题它很难解决找到 119 的因数对计算机来说还是很容易解决的但是 500 位数字呢现在对任何计算机都是不可能的这是这个问题的最重要的部分：NP 问题（分解）是否也是 P（乘法）只是我们还没有发现解决 NP 问题的有效方法还是人类太笨了想象一下存在比人类智能得多的机器或生命他们看我们就像我们看蚂蚁一样我们的智力水平对他们来说太微不足道了解决 P vs NP 问题就像为他们解决 1 + 1那么为什么 P vs NP 问题很重要呢如果我们能够证明 P=NP则意味着所有 NP 问题都可以在合理的计算机时间内轻松解决我们将能够治愈癌症（蛋白质折叠）、破解密码（RSA）等这将会改变世界3. 核心概念：并发前景提要：假设你正在某公司担任秘书你所做的工作包括接打电话、安排会议、写文件等你总是需要根据任务的优先级来停下手头的工作转而做其他的（工作）每次电话响起时你都需要停止正在处理的工作3.1 并行随着任务越积越多你无法应对你的工作了因为有太多的书写任务你向老板抱怨他愿意再雇个人来帮你分担书写任务并行允许有两个或者更多的任务同时运行但是前提是你的 CPU 能够支持多处理能力人只有一个 CPU 所以一心不能二用这也并不是一件坏事有的时候单线程的工作效率反而更高而中断（学习的时候被打断）是工作的天敌这种开销实在是太大了所以你和新招的那个雇员一起分担书写任务就是一种并行并发概念的引入也引发了很多很多问题比如下面的竞态条件3.2 竞态条件这里就不得不提我们大家都耳熟能详的银行转账这个例子了：你的银行账户里有 1000 元有人转给你 500 元而你从 ATM 中提取了 300 元假设这两笔交易同时进行两笔交易都会看到你当前的余额是 1000 元（注意这是两笔交易这两笔交易之前彼此不可见这点很重要）现在第一笔交易给你的账户增加了 500 元你现在就有了 1500 元但是第二笔交易看到的你的账户余额还是 1000 元他从 1000 元中扣除了 300 变成了 700 元所以你现在的账户余额会变为 700 元而不是 1200 元因为第二笔交易覆盖了第一笔交易发生这种情况是因为银行系统不知道其他正在进行的交易那么你应该如何处理这种情况呢下面是几种解决方式3.3 互斥现在我们采用这种方式：只要有正在进行的交易系统就会锁定交易中涉及的账户而且系统会认定转账开始 -> 转账完成是一个完整的事务周期所以这一次当第一笔交易发生的那一刻你的账户会被锁定你不能再从你的账户中取钱直到第一笔交易完成为止所以互斥是不是就解决问题了虽然互斥能解决系统数据安全性的问题但是却不符合人的感性认知但没有人希望每次有正在进行的交易时都被 ATM 拒绝所以我们需要修改一下方案3.4 信号量二进制信号量现在我们需要为不同类型的交易设置不同的优先级假如提现请求的优先级要高于银行转账的优先级所以当你从 ATM 中取款时这笔交易的优先级要大于向你账户转账的优先级所以此时转账的的交易会暂停而提现的事务优先进行因为它具有更高的优先级等到提现成功后转账事务再恢复二进制信号量很简单1 = 正在进行的交易 0 = 等待计数信号量计数信号量允许多个进程同时运行假设你是一家游泳馆的工作人员有 10 个储物柜每个储物柜都有一把钥匙每次收到或者分发钥匙时你都需要把控所有的钥匙数量如果所有储物柜都满了其他人必须排队每当有人完成时他会将钥匙交给队列中的第一个人3.5 死锁死锁是另外一种并发中的共性问题还是让我们拿银行转账来举例子请记住只要有正在进行的事务就会锁定对银行帐户的访问假如你向张阿姨转账 500 元（来让张阿姨高兴一下）同时张阿姨向你转账 1000 元（让你补补身子）于是事务 A 锁定了张阿姨的账户并且从她的账户里扣除了 1000 元事务B 锁定你的账户并且从你的账户里扣除了 500 元然后事务 A 尝试访问你的账户来添加她给你转账的 1000 元同时事务 B 尝试访问张阿姨的账户来添加你给她转账的 500 元但是由于两项交易都没有完成因此两个事务都无法访问锁定的帐户造成两个事务都在等待对方事务的结束这种情况就是死锁还有为什么谈恋爱的过程中男生要主动一些如果你不主动可能就死局（死锁）了4. 核心概念：计算机安全4.1 计算机黑客计算机黑客类似于强制闯入你的房子里下面有几种流行的黑客技术暴力攻击这种做法就是尝试使用成百上千种不同的密码有经验的黑客会先尝试最常用的密码暴力攻击会尝试所有可能的密码通常首先猜测常用的密码如123456、abcdef等我之前尝试过用 kali linux 配上专用的设备跑过包破解过邻居家的 WI-FI 结果密码只是 000000 社会工程这是一项强大的技术我愿称之为网络 Pua一对夫妇刚搬进隔壁他们真的很好乐于助人他们经常请你吃晚饭有一天你说你很快就会去度假两周他们高兴地提出要照顾你的狗你给他们留了一把备用钥匙从那以后你再也没有听到对于他们的任何消息社会工程学会诱骗用户透露他们的私人信息此处应该要有个配图安全漏洞安全漏洞就是黑客入侵你家能找到的缺口比如你可能没关窗户特洛伊木马黑客冒充水管工让你帮他开门他修理了你漏水的水管但是他走后你发现你的首饰不见了特洛伊木马是假装有用并在后台运行恶意代码的恶意软件程序RootKit你的门锁被卡住了你打电话给锁匠他修理了你的门锁并偷偷复制了另一把钥匙Rootkit 通过社会工程等多种方式获得计算机管理员或 root 访问权限然后伪装成杀毒软件难以检测到的必要文件DDos这是一个书店的比喻假如你有一个书店书店里面能容纳 200 多人某一天突然有 200 多人进入你的书店你的书店满了而且你不能赶走他们因为他们看起来互相都不认识而且他们似乎真的都有兴趣买书甚至有人问你 xxx 书在哪里然而柜台上只有一个人付了几块钱人们不断进出几个小时但是你卖的书还不到 5 本你觉得你这个书店还能撑多久DDoS 试图通过大量访问者来关闭站点或服务4.2 密码学对称加密假设老王和老刘想要互相发送东西为了确保没有人可以看到他们的东西他们用一个盒子锁起来他们为锁制作了 2 个相同（对称）的钥匙并事先见面共享钥匙非对称加密在两个人之间共享密钥能够正常工作但是如果老王想和老赵交换东西而且还不想让老刘知道该怎么办重新共享一个全新的钥匙吗那假如老王想和 10 个不同的人交换东西该怎么办难道要消灭掉解决问题的老王吗所以老王想出了一个绝对fashion的主意：现在老王只维护一把钥匙（私钥）她将另一把钥匙（公钥）分给他的朋友们任何人都能够加密但是只有她有打开（解密）的钥匙现在任何人都能够使用她发的公钥进行加密而且老王不需要再为任何人管理不同的钥匙5. 核心概念：软件开发方法5.1 瀑布开发方式你需要弄清楚所有的事情并记录下来就向是瀑布一样除非重新开始否则无法返回只有当前阶段完成后你才能进入下一阶段5.2 敏捷开发这是国内大多数软件公司采用的软件开发方式 --- 敏捷开发一开始你就弄清楚一些你需要坐的事情然后随着开发的进行不断改进、发展协作和适应就像大多数产物经理或者你的领导说的：先弄一版出来再说5.3 现实世界中的软件开发现在你毕业了你编写了你认为比较漂亮的代码一切都很完美现在我给你介绍一种牛仔编码这是大学教授没有教你的开发方法你可能想知道为什么你不会评估开发事件请看下图总结这篇文章我给你整理了一些计算机科学中的一些常见概念并且用生动形象的例子来为你阐述这些概念希望能降低你学这些内容的门槛还是那句话如果你想要完整的理解这些概念去看相关书籍或者论文欢迎关注我我是程序员cxuan