Въведение в алгоритъма в програмирането
Днес целият свят е дигитализиран. Има чувство за интелигентност, има чувство за комуникация във всяко традиционно устройство, което прави живота ни толкова лесен, толкова бърз. Всички тези технологични постижения се придвижват напред чрез софтуер, който е куп програми, които са предназначени да разрешат проблем. И всяка програма е изградена върху логика / решение, което се нарича като алгоритъм. Алгоритъмът на името е кръстен на умен човек от Багдад, Ал Хваризми. Той беше първият човек, който въведе алгоритми в света, които бяха механични, прецизни и недвусмислени.
Какво е алгоритъм?
Стандартна дефиниция на учебник би била - алгоритъмът е добре дефинирано стъпка по стъпка решение или серия от инструкции за решаване на проблем. Алгоритъмът може да бъде методът за намиране на най-малкото общо число от две числа или рецептата за готвене на Veg Manchurian.
Какво представлява алгоритъмът от гледна точка на програмирането?
Виждате ли, компютърът по принцип прави много математика, което означава, че има много проблеми за решаване. Точно затова алгоритмите формират сърцето на компютърните науки. Компютърен алгоритъм е изчислителна процедура, която взема набор от ограничен вход и го трансформира в изход, като прилага някои математика и логика. Алгоритъмът в програмирането ще има няколко стъпки, както следва -
- Определение на проблема - какво да се направи?
- Събиране на данни - Какво трябва да решим проблема? Или входове.
- Обработка на данни - разбиране на това, което имаме, или превръщането им в използваема форма.
- Логически подход - Използване на събраните и създадени данни срещу логиката за решаване.
- Решение - Представете решението по желания от вас начин в GUI или терминал, диаграма или диаграма.
За да го каже накратко, като се има предвид крайната входна стойност за x, алгоритъмът го трансформира в ефективна изходна стойност y, където y е f (x) за някои добре дефинирани функции f.
Един важен аспект, който трябва да знаете, е, че алгоритмите не са строго свързани с всеки език за програмиране. Те са общи решения като такива.
Как алгоритъмът в програмирането прави работата толкова лесна?
Предметното поле на алгоритмите стана толкова дълбоко и широко, че теориите и основите, които са заложени, ще ни помогнат да атакуваме всеки изчислителен проблем. Има толкова много ефективни алгоритми, които вече са публикувани като двоично търсене, сортиране на балони, сортиране на вмъкване, сортиране на сливане, бързо сортиране, алгоритмите на Евклид за намиране на GCM, алгоритмите на Prim за намиране на най-краткия път в графиката и т.н.
Има толкова много алгоритми като -
| Алгоритми на груба сила | Кои са директен подход за изпробване и грешка при решаване на проблеми? Точно както правите повторно добавяне, за да намерите резултата от проблема с умножението. |
| Разделяйте и владейте алгоритми | Които разбиват проблема на малки подпроблеми и след това комбинират резултата от всяка подпроблема, за да получите крайния резултат. Точно както първо разделяте монетите от различни купюри в различни кофи и след това преброявате броя монети във всяка кофа, за да намерите колко монети от отделни купюри има. |
| Алчни алгоритми | Които следват евристика за решаване на проблеми, за да достигнат до следващото най-добро състояние, за да намерят окончателното най-добро състояние като резултат. Точно като намерите по-малко стръмната зона, която се изкачва на планина за улеснение. |
| Динамично програмиране | Подход, който е същият като разделяне и завладяване, но разделя проблема на подпроблеми, така че техните резултати могат да се използват повторно за други подпроблеми. |
Подобни методологии ни помагат да измислим добър алгоритъм, който притежава следните определящи характеристики. Добър алгоритъм е -
- Прецизно - знае точните и правилни стъпки за изпълнение.
- Уникален - Входът за текущите инструкции идва само от предходната инструкция.
- Краен - Алгоритъмът завършва, като дава резултат след изпълнението на ограничен брой инструкции.
- Общи положения - Алгоритъмът е добър за набор от входове, а не строго за един вход.
Предимства на алгоритъма и защо трябва да използваме алгоритъма в програмирането?
Повече от това, че имат широк хоризонт от приложения в реалния свят, алгоритмите действат като мощен обектив, за да се види чрез проблем. Алгоритъм ни помага да решим дали даден проблем е разрешим или не. Ако да, тогава как, колко бързо и колко точно? Ако не, тогава алгоритъм отново ни помага да решим дали можем да решим част от него.
Говорейки за това защо трябва да използваме алгоритми в програмирането, трябва да разберем, че компютърните програми приемат различни алгоритми, работещи на компютърен хардуер, който има процесор и памет и тези компоненти имат ограничения. Процесорът не е безкрайно бърз и паметта, която имаме, не е свободна. Те са ограничени ресурси. Те трябва да се използват разумно и добър алгоритъм, който е ефективен по отношение на сложността във времето и сложността на пространството, ще ви помогне да го направите.
Как тази технология ще ви помогне в кариерния ви растеж?
Подобно на всички други технологии, проектирането на алгоритми в програмирането също винаги се развива, тъй като компютърният хардуер се развива. Започвайки от традиционните x86 машини до суперкомпютрите до квантовите компютри, настъпи революционна промяна в начина на решаване на проблеми. Притежаването на силни знания за проектиране на алгоритъм е това, което отличава квалифицирания програмист от останалите. Съвременните ресурси всъщност не изискват изучаването на алгоритми с толкова разработени софтуерни рамки и библиотеки, но задълбоченото разбиране на същото ще ви помогне много повече.
Заключение - Алгоритъм в програмирането
Въпреки че някой ден имаме процесор, който е невероятно бърз и памет, която е непрекъсната, все пак трябва да изучаваме алгоритъм, да ги проектираме така, че да видим дали решението се прекратява и прави това с правилен резултат. Нека бъдат търговски приложения, научни изчислителни, инженерни, оперативни изследвания или изкуствен интелект, във всяка област артикулиране на проблеми, намиране на ефективни алгоритми за решаване и структури от данни, които да се справят, ще останат неизбежни завинаги.
Точно като това е важен план преди работа. Важно е да определите алгоритъма преди кодирането.
Препоръчителни статии
Това е ръководство за алгоритъм в програмирането. Тук сме обсъдили как алгоритъмът е полезен в перспективата за програмиране, заедно с предимствата. Можете също да разгледате следните статии, за да научите повече -
- Въведение и компоненти на алгоритъма
- Какво е алгоритъм?
- Структури на данни и алгоритми Интервю въпроси
- Езици за програмиране за изучаване на алгоритми