Sissejuhatus algoritmi programmeerimisse
Kogu maailm on täna digitaliseeritud. On intelligentsustunne, igas traditsioonilises seadmes on suhtlemistunne, mis muudab meie elu nii lihtsaks, nii kiireks. Kõiki neid tehnoloogilisi edusamme viib edasi tarkvara, mis on hunnik programme, mis on mõeldud mingi probleemi lahendamiseks. Ja iga programm on üles ehitatud loogikale / lahendusele, mida nimetatakse algoritmiks. Nimi algoritm on nimetatud Bagdadist pärit nutika mehe Al Khwarizmi järgi. Ta oli esimene inimene, kes tutvustas maailmale mehaanilisi, täpseid ja ühemõttelisi algoritme.
Mis on algoritm?
Õpiku tavapärane määratlus oleks - algoritm on hästi määratletud samm-sammuline lahendus või käskude seeria probleemi lahendamiseks. Algoritm võib olla meetod, mille abil leitakse kahest numbrist kõige tavalisem kordi või retsept köögiviljade mandžuuria küpsetamiseks.
Mis on algoritm programmeerimisperspektiivis?
Näete, arvuti teeb põhimõtteliselt palju matemaatikat, mis tähendab, et selle lahendamiseks on palju probleeme. Just seepärast moodustavad algoritmid infotehnoloogia südame. Arvutialgoritm on arvutuslik protseduur, mis võtab lõpliku sisendi komplekti ja muudab selle matemaatika ja loogika abil väljundiks. Programmeerimise algoritmil on mitu sammu järgmiselt -
- Probleemi määratlus - mida tuleb teha?
- Andmete kogumine - mida me peame probleemi lahendama? Või sisendid.
- Andmetöötlus - olemasolevate mõistmine või nende muutmine kasutatavaks vormiks.
- Loogiline lähenemine - kogutud ja loodud andmete kasutamine lahendamiseks loogika alusel.
- Lahendus - esitage lahendus soovitud viisil graafilises liideses või terminalis või skeemil või diagrammil.
Lühidalt öeldes, arvestades x-i piiratud sisendväärtust, teisendab algoritm selle efektiivseks väljundväärtuseks y, kus y on f (x) mõne täpselt määratletud funktsiooni f jaoks.
Üks oluline asi, mida tuleb teada, on see, et algoritmid pole rangelt seotud ühegi programmeerimiskeelega. Need on iseenesest üldlahendused.
Kuidas muudab programmeerimise algoritm töötamise nii lihtsaks?
Algoritmide teemaväli on kasvanud nii sügavaks ja laiaks, et püstitatud teooriad ja põhitõed aitavad meil rünnata kõiki arvutuslikke probleeme. Seal on juba nii palju tõhusaid algoritme, mis juba avaldatakse, näiteks binaarne otsing, mullide sortimine, sisestamise sorteerimine, liitmise sorteerimine, kiire sortimine, Euclid'i algoritmid GCM-i leidmiseks, Primi algoritmid graafiku lühima tee leidmiseks jne.
Seal on nii palju algoritme nagu -
| Jõhkra jõu algoritmid | Millised on probleemide lahendamise katse-eksituse meetodid? Nii nagu te kordate lisamist, et leida korrutusprobleemi tulemus. |
| Jaga ja valluta algoritmid | Mis jaotab probleemi väikesteks alamprobleemideks ja ühendab seejärel iga alamprobleemi tulemuse, et saada lõpptulemus. Nii nagu te kõigepealt eraldate erineva nimiväärtusega mündid erinevatesse ämbritesse ja loendate seejärel igas ämbris müntide arvu, et leida, kui palju on eri nimiväärtustega münte. |
| Ahne algoritmid | Mis järgivad probleemide lahendamise heuristikat, et jõuda paremasse järgmisse olekusse, et leida tulemuseks parim lõplik seisund. Nii nagu leiate vähem järsu piirkonna, kus mäest üles ronimine on kergem. |
| Dünaamiline programmeerimine | Lähenemisviis, mis on sama nagu jagamine ja vallutamine, kuid jagab probleemi alamprobleemideks nii, et nende tulemusi saab teiste alamprobleemide korral korduvalt kasutada. |
Sellised metoodikad aitavad meil välja töötada hea algoritmi, millel on järgmised määratlevad omadused. Hea algoritm on -
- Täpne - see teab täpseid ja õigeid toiminguid.
- Ainulaadne - praeguste juhiste sisend pärineb ainult eelmisest juhisest.
- Piiratud - algoritm lõpeb tulemuse andmisega pärast piiratud arvu juhiste täitmist.
- Üldisus - algoritm hoiab hästi sisendeid, mitte ainult ühte sisendit.
Algoritmi eelised ja miks peaksime algoritmi programmeerimisel kasutama?
Algoritmid toimivad lisaks probleemide nägemiseks ka võimsa objektiivina, kui neil on reaalses maailmas rakenduste lai silmaring. Algoritm aitab meil otsustada, kas probleem on lahendatav või mitte. Kui jah, siis kuidas, kui kiiresti ja kui täpselt? Kui ei, siis aitab algoritm jällegi otsustada, kas suudame selle osa lahendada.
Rääkides sellest, miks peaksime programmeerimisel kasutama algoritme, peame mõistma, et arvutiprogrammid võtavad vastu erinevaid algoritme, mis töötavad arvuti riistvaral, millel on protsessor ja mälu ning neil komponentidel on piirangud. Protsessor pole lõpmata kiire ja mälu, mis meil on, pole vaba. Need on piiratud ressursid. Neid tuleb kasutada arukalt ja hea algoritm, mis on efektiivne nii aja keerukuse kui ka ruumi keerukuse osas, aitab teil seda teha.
Kuidas see tehnoloogia aitab teil teie karjääris kasvada?
Nagu iga teine tehnoloogia, on ka algoritmi kujundamine programmeerimises pidevalt arenev, kuna arvuti riistvara areneb pidevalt. Alates traditsioonilistest x86-masinatest kuni superarvutiteni Quantum-arvutiteni on probleemide lahendamise viis muutunud. Tugevate algoritmide kujundamise teadmiste järgi eristab kvalifitseeritud programmeerija muust. Tänapäevased ressursid ei nõua tegelikult nii paljude väljatöötatud tarkvararaamistike ja raamatukogudega algoritmide uurimist, kuid nende põhjalik mõistmine aitab teid veelgi.
Järeldus - algoritm programmeerimisel
Vaatamata sellele, et kunagi on meil protsessor, mis on uskumatult kiire ja pidev mälu, peame siiski uurima algoritme, kujundama need nii, et näha, kas lahendus lõpeb ja kas see toimib õige tulemusega. Olgu selleks äriotstarbelised rakendused, teaduslik andmetöötlus, inseneriteadused, operatiivuuringud või tehisintellekt - igas valdkonnas probleemide lahendamine, tõhusate lahendatavate algoritmide välja töötamine ja käsitletavad andmestruktuurid jäävad igaveseks vältimatuks.
Nii nagu see on enne tööle asumist oluline plaan. Enne kodeerimist on oluline määratleda algoritm.
Soovitatavad artiklid
See on olnud programmeerimise algoritmi juhend. Siin oleme arutanud, kuidas algoritm on kasulik eeliste programmeerimisel. Lisateabe saamiseks võite vaadata ka järgmisi artikleid -
- Algoritmi sissejuhatus ja komponendid
- Mis on algoritm?
- Andmestruktuuride ja algoritmide küsitlemise küsimused
- Programmeerimiskeeled algoritmide õppimiseks