資料結構與演算法入門｜APCS考試的必備知識

什麼是資料結構與演算法？

資料結構與演算法是程式設計中兩個不可或缺的核心概念，也是APCS考試中的重點。資料結構決定了如何存儲與組織數據，而演算法則是用來解決問題的步驟與方法。在APCS考試中，考生需要熟練掌握這些知識，才能在實作題中應對自如，尤其是當面對複雜的資料處理問題時，選擇正確的資料結構與演算法是成功的關鍵。

為什麼資料結構與演算法在APCS中如此重要？

APCS考試旨在測試學生的程式設計與解題能力。學生在應對實作題時，經常需要利用資料結構來有效存儲數據，並通過演算法快速解決問題。因此，對資料結構和演算法的理解與應用將直接影響學生在考試中的表現。

資料結構和演算法不僅是考試的核心內容，也是程式設計中不可或缺的技能。熟練掌握這些概念，學生將能夠輕鬆應對複雜的問題並優化解題效率，這對於未來的資訊科學學習至關重要。

資料結構的基本介紹

常見資料結構

1. 陣列
   陣列是最基礎的資料結構，適合存放相同類型的數據。它的優勢在於快速訪問，但插入與刪除數據時效率較低。
2. 鏈結串列
   鏈結串列是一種動態資料結構，允許靈活地插入和刪除節點。常用於需要頻繁操作的數據結構中，如佇列和堆疊。
3. 堆疊與佇列
   堆疊是後進先出（LIFO）的結構，佇列則是先進先出（FIFO）的結構。這兩者都在運算中廣泛應用，特別是在處理深度與廣度優先搜尋問題時。
4. 樹
   樹是一種分層的資料結構，常見應用包括二元搜尋樹，用於高效搜尋、插入與刪除。
5. 圖
   圖由節點與邊組成，用於解決如最短路徑等複雜問題。圖的結構可以是有向或無向的，且應用範圍廣泛，如網路圖和地圖分析。

資料結構在APCS中的應用

在APCS考試的實作題中，正確選擇合適的資料結構往往是解題成功的關鍵。例如，在處理大量資料時，選擇陣列或鏈結串列來優化插入和刪除操作，將大大提高運算效率。

演算法的基本概念

常見演算法

1. 搜尋演算法
   搜尋是APCS考試中常見的問題。線性搜尋適用於未排序的資料，而二元搜尋則能快速搜尋已排序的資料。
2. 排序演算法
   常見的排序演算法包括冒泡排序、快速排序等。快速排序因其時間複雜度較低，在APCS考試中經常使用。
3. 遞迴與動態規劃
   遞迴是一種常見的問題分解策略，而動態規劃用來處理具有重疊子問題的情況，幫助優化問題的解答。
4. 貪心演算法
   每一步都做出當前的最佳選擇，是貪心演算法的核心思想。這類演算法簡單易懂，但應用場景有限。

如何在APCS中設計演算法？

設計演算法時，考生應首先分析問題的需求，選擇適合的策略，並優化演算法的時間與空間複雜度。在APCS考試中，演算法的高效性往往決定了能否在有限時間內解決問題。

APCS考試中的資料結構與演算法應用

實作題中的資料結構應用

在APCS實作題中，選擇合適的資料結構能夠大幅提升解題效率。例如，當需要快速搜尋和排序時，使用二元搜尋樹或圖結構能有效地解決問題。

演算法如何幫助解題？

在APCS的實作題中，演算法的選擇是成功的關鍵。通過選擇合適的演算法，如快速排序或動態規劃，學生可以大幅提高解題速度和正確性。

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招生對象

針對希望報考資訊相關科系的國、高中生，參加此課程的學生將能通過APCS檢定，並將此成績與學測成績結合，增加申請大學資訊科系的機會。

課程目標

課程的目標是幫助學生掌握程式設計的基礎與進階知識，尤其是資料結構與演算法的應用。課程設計以三級分為目標，學生將有機會考取APCS程式檢定證書，為進入理想大學鋪路。

課程介紹

課程內容涵蓋觀念題與實作題，針對APCS官方指定的考試範圍設計，並挑選歷屆考題作為實作範例，幫助學生提升應對實際考試的信心。

開課時間與費用

• 開課時間：2024/10/12 ~ 2024/11/16（每週六，18:00-21:00）
• 課程總時數：18小時
• 課程費用：NT$4500（僅接受現金或匯款轉帳）

上課模式

本課程採用線上直播教學模式，限額30人，讓每位學員都能獲得導師的充分指導。

課程規劃

堂數	時數	大綱
一	3	觀念題型解析 I：歷屆試題解析，C語言基礎（變數、輸出入、運算式）
二	3	觀念題型解析 II：C語言進階（陣列、指標、結構）
三	3	資料結構與演算法基礎（多項式、樹狀資料、搜尋與排序）
四	3	實作題型解析 I：精選1-2級分歷屆試題
五	3	實作題型解析 II：精選1-2級分歷屆試題
六	3	實作題型解析 III：精選3-4級分歷屆試題

課程報名

欲報名此課程，請點擊以下連接進行報名：APCS解題證照課程

資料結構與演算法是APCS考試中不可或缺的重要部分。透過深入學習這些知識，學生不僅能夠應對考試中的複雜題目，還能夠為未來的程式設計打下堅實基礎。加上專業課程的輔助，學生將能夠在APCS檢定中取得理想成績，為升學與未來職業發展鋪平道路。

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