大家好，我是北子哥。

經(jīng)常有學(xué)妹問我（其實(shí)學(xué)弟也愛問）：

大學(xué)應(yīng)該更偏向技術(shù)還是算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這類。

大家都是成年人了，這還用選嗎？

當(dāng)然是兩者都要重點(diǎn)啃下來呀，算法和技術(shù)相輔相成的，一定不要有二選一的想法！

算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以說是技術(shù)（包括MySQL、Java、Redis、操作系統(tǒng)這些）的基石：

我當(dāng)時(shí)大一也是覺得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沒啥用，哪有學(xué)個(gè) JS、CSS 寫個(gè)漂亮的網(wǎng)頁炫酷？

什么算法，明明有 qsort 還要學(xué)快排、堆排？

這玩意有 qsort 快嗎？

我直接一行就排好序了，你還要寫十幾行，真菜呀！

那時(shí)候以為的技術(shù)就是使用各種組件、調(diào)API，比如 Map：

但是越學(xué)到后面心里越?jīng)]底，因?yàn)檫@些東西對(duì)自己都是黑盒子。

所以如果數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法掌握不好，那么這些 API 對(duì)于我們就是一堆的黑黑子，連什么時(shí)候用 Map（紅黑樹實(shí)現(xiàn)）、什么時(shí)候用 HashMap 都分不清。

Redis 這種組件，難道只需要了解如何get、set 就是算是掌握了嗎？

那肯定不行，實(shí)際上想要要用得好，得要了解 Redis 底層的那些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)字符串（SDS、鏈表、字典、跳躍表、整數(shù)集合、壓縮列表，才能選擇適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。

如果要問我大學(xué)什么最后悔？那肯定是沒有從大一就開始好好學(xué)算法，去打 ACM。

現(xiàn)在還在大一、大二的同學(xué)還不抓緊機(jī)會(huì)，別給自己留下遺憾。當(dāng)然，不打 ACM，我們也是能夠?qū)W好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法你能在任何計(jì)算機(jī)領(lǐng)域里看到，比如在編譯原理中寄存器的分配會(huì)用到貪心，死代碼檢測(cè)與消除會(huì)用到圖論里不可達(dá)的知識(shí)；操作系統(tǒng)進(jìn)程、線程調(diào)度會(huì)用到多級(jí)隊(duì)列和調(diào)度算法；組成原理中 Cache 的替換會(huì)用到 LRU、FIFO 等算法；開發(fā)必備的數(shù)據(jù)庫也離不開B+樹、LSM 等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和查找算法。

很多時(shí)候我們需要的算法都被封裝到編程語言的基礎(chǔ)庫里了，以至于很多同學(xué)會(huì)覺得算法離我們太遠(yuǎn)，其實(shí)不是的。

所以學(xué)習(xí)算法有助于我們根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景選擇最合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

日常開發(fā)中也一定離不開算法，比如小北最近工作中涉及的某種嵌套 TLV（Tag-Length-Value）結(jié)構(gòu)編碼的解析，就需要用到遞歸、多叉樹等知識(shí)。如果不學(xué)習(xí)算法，那么程序中只能見到大量的 if/else、while/for。。。

可以說不學(xué)算法的工程師一定不是一個(gè)優(yōu)秀的工程師。

再來說操作系統(tǒng)、編譯原理，這些里面也是蘊(yùn)含著各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的，就拿編譯原理來說。

一、編譯原理遇見算法

當(dāng)你學(xué)完有限狀態(tài)機(jī)以后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)以前覺得很牛逼正則表達(dá)式似乎自己也能用 DFA、NFA 實(shí)現(xiàn)一下了。狀態(tài)機(jī)的思想在編程中很多地方都用得上。

比如解析 HTTP 協(xié)議，如果沒學(xué)過狀態(tài)機(jī)思想，你可能會(huì)一行行的 if/else 去做解析，這里最麻煩的地方在于，if/else 需要提前將 HTTP 頭部字段都接收到再來判斷，而我們知道 HTTP 基于 TCP，而 TCP 是流式傳輸，所以你很有可能是幾個(gè)字符一組組接收到的，這個(gè)時(shí)候用 if/else 寫出來就很難看了。

而用狀態(tài)機(jī)編寫起來代碼就會(huì)非常優(yōu)雅。狀態(tài)的轉(zhuǎn)移是由規(guī)則驅(qū)動(dòng)的，接收到一個(gè)字符就判斷一個(gè)，非常的方便。

繼續(xù)學(xué)完語法分析，你會(huì)掌握遞歸下降分析這樣非常重要的思想，你可以使用遞歸下降快速的實(shí)現(xiàn)四則運(yùn)算計(jì)算器。

如果不用遞歸下降你可能需要先中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)后綴，然后求值，這是我們大一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課寫的，當(dāng)時(shí)用棧寫的，有點(diǎn)麻煩。后來學(xué)完編譯原理，又用遞歸下降重寫了一遍，區(qū)區(qū)幾十行代碼遍搞定。

還有一類場(chǎng)景在實(shí)際開發(fā)中的用的很多，比如淘寶、京東這樣的電商，它們的營銷規(guī)則有很多，比如滿減、直減、跨店等等，這樣的規(guī)則是不可能寫死在代碼里的。

那是怎么做的呢？

一般會(huì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)配置系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)一個(gè)DSL（領(lǐng)域特定語言）來表達(dá)這些規(guī)則，將規(guī)則直接配置到系統(tǒng)中，這樣可以非常方便的修改，那么如何在代碼里去解析 DSL 定義的規(guī)則呢？這就需要為 DSL 寫一個(gè)語法解析器，這里就會(huì)用到語法分析的方法。

DSL（Domain Specific Language），它是一種用于某個(gè)特定領(lǐng)域的程序設(shè)計(jì)語言。這種特定于某個(gè)領(lǐng)域是相對(duì)于 C、C++、Python 這種通用語言而言的，通用語言可以在各個(gè)領(lǐng)域使用，我們熟悉的大多數(shù)程序設(shè)計(jì)語言都是通用語言，它們都是圖靈完備的。

像我們平常經(jīng)常使用的 JSON、SQL、HTML 這些都算是一種 DSL，你甚至可以嘗試用遞歸下降去寫一個(gè) JSON、XML 解析器，這比寫電商網(wǎng)站更有價(jià)值的。

繼續(xù)往下學(xué)你會(huì)了解到抽象語法樹 AST 如何生成、如何轉(zhuǎn)化為中間代碼、如何對(duì)中間代碼優(yōu)化、最終又是怎么生成機(jī)器指令的。

你會(huì)看到貪心算法在寄存器分配中的應(yīng)用，也會(huì)看到圖論中的可達(dá)性分析又是如何實(shí)現(xiàn)死代碼消除。

二、CS 基礎(chǔ)課

所以無論是操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、編譯原理這些基礎(chǔ)CS課程，還是MySQL、Redis這些中間件，都是構(gòu)建在各種精妙的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之上的，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法必學(xué)，一定要重視！

如果你有 ACM 獲獎(jiǎng)經(jīng)歷，那 BAT 是很容易進(jìn)的，但是也一定要掌握基本的CS基礎(chǔ)課程知識(shí)，不能只重算法不重基礎(chǔ)。

國外可能把題刷好就能拿到offer，但是國內(nèi)不懂 OS、網(wǎng)絡(luò)這些基礎(chǔ)和一些語言八股文也是很難的！

三、CS 學(xué)習(xí)路線

很多大一大二的同學(xué)其實(shí)是不太清楚到底該計(jì)算機(jī)專業(yè)該如何自學(xué)，在這分享下我的學(xué)習(xí)路線吧：

我大學(xué)專業(yè)學(xué)計(jì)算機(jī)的，對(duì) CS 本科課程還算了解，也經(jīng)常了解學(xué)習(xí)國外 CS 課程。

CS 專業(yè)區(qū)別于其它專業(yè)很大特點(diǎn)就是：

• 工作后的內(nèi)容是和專業(yè)所學(xué)的內(nèi)容強(qiáng)相關(guān)的

比如你學(xué)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯原理、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，如果你從事的是研發(fā)崗，那一定離不開這些知識(shí)。

• 主要靠自學(xué)

不管是科班還是非科班，想要快速持續(xù)的提高技術(shù)水平，就得靠自己去鉆，尤其離不開自學(xué)。

知乎上其實(shí)很多問科班和非科班的差別在哪，其實(shí)我一直想說，你給自己充足時(shí)間去把科班的內(nèi)容學(xué)習(xí)一遍，到底還能差在哪呢？

可能唯一差別就是少了一個(gè) 計(jì)算機(jī)學(xué)士學(xué)位。

也有人把這種自學(xué)出家的叫做民科，當(dāng)然沒有任何的諷刺意思哈。

四、那么計(jì)算機(jī)專業(yè)該如何自學(xué)呢？

最簡(jiǎn)單的方式就是參考 CS 科班同學(xué)的課程，比如下面這個(gè)：

其實(shí)看著很多，概況起來就是（下面只涉及CS專業(yè)課）：

1. 計(jì)算機(jī)導(dǎo)論 + 一門編程入門語言
2. 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3. 操作系統(tǒng)
4. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
5. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
6. 特定領(lǐng)域，如：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、信息安全、System方向、分布式

學(xué)習(xí)的途徑就是：

多看國外/國外的 CS 名校的一些開放課程 + 看經(jīng)典的書 + 多寫代碼！?。?/p>

畢竟現(xiàn)在MOOC、Udemy、B站上學(xué)習(xí)的資源都是很豐富的。

唯一要做的就是篩選一些比較好的課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，在這里我主要推薦一些國外的計(jì)算機(jī)課程，他們很明顯的一個(gè)特征就是注重實(shí)踐。

一門課，除了理論以外，還會(huì)有配套的 Lab、assignment，而且這些老師設(shè)計(jì) Lab 都很用心的，看視頻/書 + 做 Lab，這應(yīng)該算計(jì)算機(jī)科班同學(xué)一個(gè)比較好的學(xué)習(xí)方式了，有理論也有實(shí)踐。

下面開始上干貨：

一、計(jì)算機(jī)導(dǎo)論

首先建議從計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程開始，推薦下面這些課程：

• Harvard的CS50  CS50: Introduction to Computer Science
• Berkeley的CS61A  CS 61A: Structure and Interpretation of Computer Programs
• MIT的6.001  mit-6.001

隨后建議學(xué)習(xí)一門語言，可以是C、Java、或Python，我推薦 C語言（當(dāng)然，也可以是Python！這不是重點(diǎn)，重點(diǎn)是要多去寫，入門時(shí)提高對(duì)編程的興趣）。

提到C語言，我這里推薦國內(nèi)浙大翁凱老師的課，看過的都說好，分為兩門：

第一門是面向高考結(jié)束想提前自學(xué)一點(diǎn)編程的，叫大學(xué)先修課：C語言程序設(shè)計(jì)CAP-大學(xué)先修課

雖然叫先修課，但是覆蓋了C語言的主要知識(shí)點(diǎn)，也適合大一新生~

第二門是C語言程序設(shè)計(jì)進(jìn)階：C語言程序設(shè)計(jì)進(jìn)階

會(huì)帶你用C語言完成一些有趣的項(xiàng)目，比如一些圖形界面小游戲，先修課學(xué)習(xí)C語言語法基礎(chǔ)，進(jìn)階課帶你項(xiàng)目實(shí)操，搭配使用，你就是同學(xué)中的大神！

有了語言基礎(chǔ)之后建議學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法：

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)推薦：

• Stanford CS106系列
• CS106A: Programming Methodologies

算法推薦：

• 6.046（進(jìn)階）  Design and Analysis of Algorithms - MIT
• MIT的6.006  Introduction to Algorithms
• Coursera上的Princeton課程
• Berkeley的CS61A 和 CS61B

學(xué)習(xí)完經(jīng)典的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法之后就可以去刷題了。

操作系統(tǒng)推薦：

• CMU的15-213
• Berkeley的CS162，

這兩個(gè)都是有視頻有l(wèi)ab的好課

還有一個(gè)非常經(jīng)典的 MIT 6.828，附帶一個(gè)xv6 lab

課程：6.828: Operating System Engineering

組成原理、體系結(jié)構(gòu):

1. MIT的6.004,
2. CMU的15-213
3. Berkeley的CS61C

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：

• Stanford的CS144，lab 很有意思

五、新手快速自學(xué)的方法

• 一個(gè)原則，來自翁凱老師：

學(xué)計(jì)算機(jī)一定要有一個(gè)非常強(qiáng)大的心理狀態(tài)，計(jì)算機(jī)的所有東西都是人做出來的，別人能想的出來，我也一定能想得出來，在計(jì)算機(jī)的世界里沒有任何的黑魔法，所有的東西只不過是我現(xiàn)在不知道而已，總有一天我會(huì)把所有的細(xì)節(jié)、所有的內(nèi)部的東西全搞明白的

• 建立抽象層，我自己的感悟

計(jì)算機(jī)里，幾乎都是人造的概念，大部分的東西，只要你一直深挖下去，幾乎都可以搞明白。

但是要注意時(shí)間成本，軟件行業(yè)已經(jīng)不是一般的復(fù)雜和巨大，任何一個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)的復(fù)雜性都足夠耗費(fèi)掉我們一生的時(shí)間，所以一定要抓住主線，對(duì)于技術(shù)和知識(shí)，要學(xué)通用的、流行的，可以嘗試面向面試學(xué)習(xí)。

“打破砂鍋問到底”式的學(xué)習(xí)雖然精神可敬，但性價(jià)比并不劃算。

一定要學(xué)會(huì)在適當(dāng)?shù)膶哟紊铣橄蟪鲆粚?，并且認(rèn)可這一層提供的接口，不去深究內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，了解原理即可，不必深究內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。

比如學(xué)習(xí) HTTP，那么就先認(rèn)可 TCP 提供的穩(wěn)定可靠傳輸，而不繼續(xù)深挖 TCP 的內(nèi)容，等到學(xué)習(xí)傳輸層的時(shí)候再去深入挖掘 TCP 具體實(shí)現(xiàn)。

也就是我們常說的面向接口/抽象編程。

• 視頻為主，看書為輔

新手，一定不要一直看書，保持看書的時(shí)間不超過 50%，按照下面的流程：

1. 看書學(xué)習(xí)基本的理論
2. 編程練習(xí)、實(shí)踐
3. 有了新領(lǐng)悟，繼續(xù)看書

如此反復(fù)的循環(huán)。