一个好的算法通常伴随着一套好的数据结构，这些数据结构可以让算法高效地处理数据。在本在线课程中，我们将讨论各种计算问题中常用的数据结构。您将学习如何在不同的编程语言中实现这些数据结构，并在编程作业中练习实现这些数据结构。这将帮助您了解数据结构的特定内置实现内部发生了什么，以及对它的期望是什么。本课将涉及的几个问题如下： 1.调整动态数组大小的好策略是什么？优先级队列在 C++、Java 和 Python 中是如何实现的？如何实现哈希表，使所有操作的摊销运行时间平均为 O(1)？保持二叉树平衡的好策略是什么？

您还将了解 Dropbox 等服务如何即时上传大文件并节省大量存储空间！

如果你曾经使用过导航服务来寻找最佳路线并估算到达目的地的时间，那么你就使用过图形上的算法。图出现在现实世界的各种情况下，如道路网络、计算机网络以及最近出现的社交网络！如果您正在寻找最快的上班时间、将一组计算机连接成网络的最廉价方法，或者在 Facebook 中自动寻找社区和意见领袖的高效算法，那么您将使用图和图上的算法。 在本在线课程中，您将首先了解什么是图以及一些最重要的属性。然后，您将学习几种遍历图的方法，以及如何在按一定顺序遍历图时做有用的事情。然后，我们将讨论最短路径算法--从最基本的算法到为谷歌地图和其他导航服务中使用的速度快 10 万倍的算法打开大门的算法。如果您选择参与我们的 "快速最短路径 "工业顶点项目，您就会用到这些算法。最后，我们将介绍最小生成树，它用于规划公路、电话和计算机网络，还可应用于聚类和近似算法。

世界和互联网充满了文本信息。我们使用文本查询搜索信息，我们阅读网站、书籍和电子邮件。从计算机科学的角度来看，所有这些都是字符串。为了理解这些信息并提高搜索效率，搜索引擎使用了许多字符串算法。此外，新兴的个性化医疗领域也使用许多搜索算法来查找人类基因组中的致病突变。在本在线课程中，您将学习到关键的模式匹配概念：尝试、后缀树、后缀数组，甚至 Burrows-Wheeler 变换。

在我们之前的在线专业课程中，您已经学习了基本算法，现在您已经准备好进入更复杂的问题和算法解决领域。高级算法建立在基本算法的基础上，并使用了新的思想。我们将从网络流开始，网络流用于更典型的应用，如最优匹配、寻找不相交路径和航班调度，以及更令人惊讶的应用，如计算机视觉中的图像分割。接着，我们将讨论线性规划，它可应用于优化预算分配、组合优化、寻找满足所有要求的最便宜饮食等。接下来，我们将讨论那些已知没有精确好解（也不可能找到精确好解）的固有难题，以及如何在实践中解决这些难题。最后，我们将简要介绍大数据处理中大量使用的流式算法。此类算法通常被设计为能够处理庞大的数据集，甚至无需存储数据集。

2011 年春季，德国有数千人因一种致命疾病住院治疗，这种疾病最初是食物中毒并伴有血性腹泻，通常会导致肾衰竭。这是近代史上最致命疫情的开端，由一种神秘的细菌菌株引起，我们称之为 X 型大肠杆菌。很快，德国官员将疫情与吕贝克的一家餐馆联系起来，那里有近 20% 的顾客在一周内出现血性腹泻。此时，生物学家们知道，他们面对的是一种之前未知的病原体，传统的方法是不够的--需要计算生物学家来组装和分析这种新出现的病原体的基因组。 为了研究疫情菌株的进化起源和致病潜力，研究人员启动了一项众包研究计划。他们公布了一名患者的细菌DNA测序数据，这引起了四大洲的计算生物学家们的一阵分析热潮。他们甚至在项目中使用了 GitHub：https://github.com/ehec-outbreak-crowdsourced/BGI-data-analysis/wiki 2011 年德国疫情爆发是流行病学家与计算生物学家合作阻止疫情爆发的早期范例。在本在线课程中，您将跟随调查疫情的生物信息学家的脚步，开发一个程序，从数百万个大肠杆菌 X 基因组的重叠子串中组装出大肠杆菌 X 的基因组。