Wprowadzenie do algorytmu programowania
Cały świat jest obecnie digitalizowany. Jest poczucie inteligencji, istnieje poczucie komunikacji w każdym tradycyjnym urządzeniu, które sprawia, że nasze życie jest takie łatwe, tak szybkie. Wszystkie te postępy technologiczne są rozwijane przez oprogramowanie, które jest zbiorem programów, które mają rozwiązać problem. Każdy program oparty jest na logice / rozwiązaniu, które nazywa się algorytmem. Algorytm imienia pochodzi od mądrego człowieka z Bagdadu, Al Khwarizmi. Był pierwszą osobą, która wprowadziła do świata algorytmy, które były mechaniczne, precyzyjne i jednoznaczne.
Co to jest algorytm?
Standardowa definicja podręcznika to - algorytm to dobrze zdefiniowane rozwiązanie krok po kroku lub seria instrukcji służących rozwiązaniu problemu. Algorytm może być metodą znajdowania najmniejszej wspólnej wielokrotności dwóch liczb lub przepisem na gotowanie wegetariańskiego mandżurskiego.
Co to jest algorytm w perspektywie programowania?
Widzisz, komputer zasadniczo zajmuje się matematyką, co oznacza, że ma wiele problemów do rozwiązania. Właśnie dlatego algorytmy stanowią serce informatyki. Algorytm komputerowy to procedura obliczeniowa, która przyjmuje zestaw skończonych danych wejściowych i przekształca je w dane wyjściowe poprzez zastosowanie pewnej matematyki i logiki. Algorytm programowania będzie składał się z kilku następujących kroków -
- Definicja problemu - co należy zrobić?
- Zbieranie danych - co musimy rozwiązać problem? Lub dane wejściowe.
- Przetwarzanie danych - zrozumienie tego, co mamy lub przekształcenie ich w użyteczną formę.
- Podejście logiczne - wykorzystanie zebranych i utworzonych danych w przeciwieństwie do logiki w celu rozwiązania.
- Rozwiązanie - Zaprezentuj rozwiązanie tak, jak chcesz w interfejsie GUI, terminalu, diagramie lub wykresie.
Krótko mówiąc, biorąc pod uwagę skończoną wartość wejściową dla x, algorytm przekształca ją w efektywną wartość wyjściową y, gdzie y jest f (x) dla pewnej dobrze zdefiniowanej funkcji f.
Ważnym aspektem jest to, że algorytmy nie są ściśle związane z żadnym językiem programowania. Są to ogólne rozwiązania jako takie.
W jaki sposób algorytm programowania ułatwia pracę?
Tematyka algorytmów stała się tak głęboka i szeroka, że przedstawione teorie i podstawy pomogą nam zaatakować każdy problem obliczeniowy. Istnieje tak wiele wydajnych algorytmów, które są już opublikowane, takich jak wyszukiwanie binarne, sortowanie bąbelkowe, sortowanie wstawiane, sortowanie scalone, szybkie sortowanie, algorytmy Euclid do znajdowania GCM, algorytmy Prim do znajdowania najkrótszej ścieżki na wykresie itp.
Istnieje wiele rodzajów algorytmów, takich jak -
| Algorytmy brutalnej siły | Jakie są proste metody prób i błędów rozwiązywania problemów? Podobnie jak w przypadku powtarzania dodawania, aby znaleźć wynik problemu pomnożenia. |
| Algorytmy Dziel i rządź | Które dzielą problem na małe podproblemy, a następnie łączą wynik każdego podproblemu, aby uzyskać końcowy wynik. Tak jak najpierw segregujesz monety o różnych nominałach do różnych koszy, a następnie policz liczbę monet w każdym wiadrze, aby sprawdzić, ile jest monet o poszczególnych nominałach. |
| Chciwe algorytmy | Które następują po heurystyce rozwiązywania problemów, aby osiągnąć następny najlepszy stan, aby znaleźć ostateczny najlepszy stan jako wynik. Podobnie jak w przypadku mniej stromego obszaru, na którym łatwo wspinać się po górach. |
| Programowanie dynamiczne | Podejście, które jest takie samo jak dzielenie i podbija, ale dzieli problem na podproblemy, tak że ich wyniki mogą być wykorzystane do innych podproblemów. |
Takie metodologie pomagają nam opracować dobry algorytm, który posiada następujące cechy definiujące. Dobry algorytm to -
- Precyzyjne - zna dokładne i prawidłowe kroki do wykonania.
- Unikalny - dane wejściowe dla bieżących instrukcji pochodzą tylko z poprzedniej instrukcji.
- Skończone - algorytm kończy podawanie wyniku po wykonaniu skończonej liczby instrukcji.
- Ogólność - algorytm trzyma zestaw danych wejściowych, a nie tylko jedno dane wejściowe.
Zalety algorytmu i dlaczego warto korzystać z algorytmu w programowaniu?
Algorytmy nie tylko mają szeroki zakres zastosowań w prawdziwym świecie, ale pełnią funkcję potężnego obiektywu, który pozwala przejrzeć problem. Algorytm pomaga nam zdecydować, czy problem można rozwiązać, czy nie. Jeśli tak, to jak, jak szybko i jak dokładnie? Jeśli nie, to algorytm ponownie pomaga nam zdecydować, czy możemy rozwiązać jego część.
Mówiąc o tym, dlaczego powinniśmy używać algorytmów w programowaniu, musimy zrozumieć, że programy komputerowe przyjmują różne algorytmy działające na sprzęcie komputerowym, który ma procesor i pamięć, a te komponenty mają ograniczenia. Procesor nie jest nieskończenie szybki, a pamięć, którą mamy, nie jest wolna. Są to ograniczone zasoby. Muszą być używane mądrze, a dobry algorytm, który jest wydajny pod względem złożoności czasowej i złożoności przestrzeni, pomoże ci to zrobić.
W jaki sposób ta technologia pomoże ci w rozwoju kariery?
Podobnie jak inne technologie, projektowanie algorytmów w programowaniu również ewoluuje, ponieważ sprzęt komputerowy ewoluuje. Począwszy od tradycyjnych maszyn x86, przez superkomputery, a skończywszy na komputerach Quantum, nastąpiła rewolucyjna zmiana w sposobie rozwiązywania problemów. Posiadanie silnej wiedzy z zakresu projektowania algorytmów odróżnia wykwalifikowanego programistę od reszty. Współczesne zasoby tak naprawdę nie wymagają badania algorytmów przy tak dużej liczbie opracowanych platform programowych i bibliotek, ale dokładne ich zrozumienie pomoże ci o wiele więcej.
Wniosek - algorytm w programowaniu
Pomimo tego, że któregoś dnia mamy niewiarygodnie szybki procesor i ciągłą pamięć, nadal musimy studiować algorytm, projektować go tak, aby sprawdzić, czy rozwiązanie zakończy się i zrobi to z poprawnym wynikiem. Mogą to być zastosowania komercyjne, informatyka naukowa, inżynieria, badania operacyjne lub sztuczna inteligencja, w każdej dziedzinie artykułowania problemów, ustalenie skutecznych algorytmów do rozwiązania i struktur danych do rozwiązania pozostanie nieuniknione na zawsze.
Podobnie jak jest to ważny plan przed rozpoczęciem pracy. Ważne jest, aby zdefiniować algorytm przed kodowaniem.
Polecane artykuły
To był przewodnik po Algorytmie programowania. Tutaj omówiliśmy, jak algorytm jest użyteczny w programowaniu perspektywy wraz z zaletami. Możesz także przejrzeć następujące artykuły, aby dowiedzieć się więcej -
- Wprowadzenie i składniki algorytmu
- Co to jest algorytm?
- Struktury danych i algorytmy Pytania do wywiadu
- Języki programowania do nauki algorytmów