❶ 什麼是演算法
一、什麼是演算法
演算法是一系列解決問題的清晰指令,也就是說,能夠對一定規范的輸入,在有限時間內獲得所要求的輸出。演算法常常含有重復的步驟和一些比較或邏輯判斷。如果一個演算法有缺陷,或不適合於某個問題,執行這個演算法將不會解決這個問題。不同的演算法可能用不同的時間、空間或效率來完成同樣的任務。一個演算法的優劣可以用空間復雜度與時間復雜度來衡量。
演算法的時間復雜度是指演算法需要消耗的時間資源。一般來說,計算機演算法是問題規模n 的函數f(n),演算法執行的時間的增長率與f(n) 的增長率正相關,稱作漸進時間復雜度(Asymptotic Time Complexity)。時間復雜度用「O(數量級)」來表示,稱為「階」。常見的時間復雜度有: O(1)常數階;O(log2n)對數階;O(n)線性階;O(n2)平方階。
演算法的空間復雜度是指演算法需要消耗的空間資源。其計算和表示方法與時間復雜度類似,一般都用復雜度的漸近性來表示。同時間復雜度相比,空間復雜度的分析要簡單得多。
[font class="Apple-style-span" style="font-weight: bold;" id="bks_etfhxykd"]演算法 Algorithm [/font]
演算法是在有限步驟內求解某一問題所使用的一組定義明確的規則。通俗點說,就是計算機解題的過程。在這個過程中,無論是形成解題思路還是編寫程序,都是在實施某種演算法。前者是推理實現的演算法,後者是操作實現的演算法。
一個演算法應該具有以下五個重要的特徵:
1、有窮性: 一個演算法必須保證執行有限步之後結束;
2、確切性: 演算法的每一步驟必須有確切的定義;
3、輸入:一個演算法有0個或多個輸入,以刻畫運算對象的初始情況,所謂0個輸入是指演算法本身定除了初始條件;
4、輸出:一個演算法有一個或多個輸出,以反映對輸入數據加工後的結果。沒有輸出的演算法是毫無意義的;
5、可行性: 演算法原則上能夠精確地運行,而且人們用筆和紙做有限次運算後即可完成。
演算法的設計要求
1)正確性(Correctness)
有4個層次:
A.程序不含語法錯誤;
B.程序對幾組輸入數據能夠得出滿足規格要求的結果;
C.程序對精心選擇的、典型的、苛刻的、帶有刁難性的幾組輸入數據能夠得出滿足規格要求的結果;
D.程序對一切合法的輸入數據都能產生滿足規格要求的結果。
2)可讀性(Readability)
演算法的第一目的是為了閱讀和交流;
可讀性有助於對演算法的理解;
可讀性有助於對演算法的調試和修改。
3)高效率與低存儲量
處理速度快;存儲容量小
時間和空間是矛盾的、實際問題的求解往往是求得時間和空間的統一、折中。
演算法的描述 演算法的描述方式(常用的)
演算法描述 自然語言
流程圖 特定的表示演算法的圖形符號
偽語言 包括程序設計語言的三大基本結構及自然語言的一種語言
類語言 類似高級語言的語言,例如,類PASCAL、類C語言。
演算法的評價 演算法評價的標准:時間復雜度和空間復雜度。
1)時間復雜度 指在計算機上運行該演算法所花費的時間。用「O(數量級)」來表示,稱為「階」。
常見的時間復雜度有: O(1)常數階;O(logn)對數階;O(n)線性階;O(n^2)平方階
2)空間復雜度 指演算法在計算機上運行所佔用的存儲空間。度量同時間復雜度。
時間復雜度舉例
(a) X:=X+1 ; O(1)
(b) FOR I:=1 TO n DO
X:= X+1; O(n)
(c) FOR I:= 1 TO n DO
FOR J:= 1 TO n DO
X:= X+1; O(n^2)
「演算法」一詞最早來自公元 9世紀 波斯數學家比阿勒·霍瓦里松的一本影響深遠的著作《代數對話錄》。20世紀的 英國 數學家 圖靈 提出了著名的圖靈論點,並抽象出了一台機器,這台機器被我們稱之為 圖靈機 。圖靈的思想對演算法的發展起到了重要的作用。
演算法是 計算機 處理信息的本質,因為 計算機程序 本質上是一個演算法,告訴計算機確切的步驟來執行一個指定的任務,如計算職工的薪水或列印學生的成績單。 一般地,當演算法在處理信息時,數據會從輸入設備讀取,寫入輸出設備,可能保存起來以供以後使用。
這是演算法的一個簡單的例子。
我們有一串隨機數列。我們的目的是找到這個數列中最大的數。如果將數列中的每一個數字看成是一顆豆子的大小 可以將下面的演算法形象地稱為「撿豆子」:
首先將第一顆豆子(數列中的第一個數字)放入口袋中。
從第二顆豆子開始檢查,直到最後一顆豆子。如果正在檢查的豆子比口袋中的還大,則將它撿起放入口袋中,同時丟掉原先的豆子。 最後口袋中的豆子就是所有的豆子中最大的一顆。
下面是一個形式演算法,用近似於 編程語言 的 偽代碼 表示
給定:一個數列「list",以及數列的長度"length(list)" largest = list[1] for counter = 2 to length(list): if list[counter] > largest: largest = list[counter] print largest
符號說明:
= 用於表示賦值。即:右邊的值被賦予給左邊的變數。
List[counter] 用於表示數列中的第 counter 項。例如:如果 counter 的值是5,那麼 List[counter] 表示數列中的第5項。
<= 用於表示「小於或等於」。
❷ 如何評價演算法
評價演算法的四個標准:
1.正確性
能正確地實現預定的功能,滿足具體問題的需要。處理數據使用的演算法是否得當,能不能得到預想的結果。
2.易讀性
易於閱讀、理解和交流,便於調試、修改和擴充。寫出的演算法,能不能讓別人看明白,能不能讓別人明白演算法的邏輯?如果通俗易懂,在系統調試和修改或者功能擴充的時候,使系統維護更為便捷。
3.健壯性
輸入非法數據,演算法也能適當地做出反應後進行處理,不會產生預料不到的運行結果。數據的形式多種多樣,演算法可能面臨著接受各種各樣的數據,當演算法接收到不適合演算法處理的數據,演算法本身該如何處理呢?如果演算法能夠處理異常數據,處理能力越強,健壯性越好。
4.時空性
演算法的時空性是該演算法的時間性能和空間性能。主要是說演算法在執行過程中的時間長短和空間佔用多少問題。
演算法處理數據過程中,不同的演算法耗費的時間和內存空間是不同的。
(2)寫出你對演算法的理解擴展閱讀:
演算法是對特定問題求解步驟的一種描述,它是指令的有限序列,其中每一條指令表示一個或多個操作。此外,一個演算法還具有下列5個重要的特性。
(1)、有窮性
一個演算法必須總是(對任何合法的輸入值)在執行有窮步之後結束,且每一步都可在有窮時間內完成。
(2)、確定性
演算法中每一條指令必須有明確的含義,讀者理解時不會產生二義性。即對於相同的輸入只能得到相同的輸出。
(3)、可行性
一個演算法是可行的,即演算法中描述的操作都是可以通過已經實現的基本運算執行有限次來實現的。
(4)、輸入
一個演算法有零個或多個的輸入,這些輸入取自於某個特定的對象的集合。
(5)、輸出
一個演算法有一個或多個的輸出,這些輸出是同輸入有著某種特定關系的量。
❸ 舉例說明何謂演算法,特點是什麼評價一個演算法的優劣,主要從哪些因素分析
評價演算法優劣的四個分析因素:
1.正確性
能正確地實現預定的功能,滿足具體問題的需要。處理數據使用的演算法是否得當,能不能得到預想的結果。
2.易讀性
易於閱讀、理解和交流,便於調試、修改和擴充。寫出的演算法,能不能讓別人看明白,能不能讓別人明白演算法的邏輯?如果通俗易懂,在系統調試和修改或者功能擴充的時候,使系統維護更為便捷。
3.健壯性
輸入非法數據,演算法也能適當地做出反應後進行處理,不會產生預料不到的運行結果。數據的形式多種多樣,演算法可能面臨著接受各種各樣的數據,當演算法接收到不適合演算法處理的數據,演算法本身該如何處理呢?如果演算法能夠處理異常數據,處理能力越強,健壯性越好。
4.時空性
演算法的時空性是該演算法的時間性能和空間性能。主要是說演算法在執行過程中的時間長短和空間佔用多少問題。
演算法處理數據過程中,不同的演算法耗費的時間和內存空間是不同的。
(3)寫出你對演算法的理解擴展閱讀:
演算法是對特定問題求解步驟的一種描述,它是指令的有限序列,其中每一條指令表示一個或多個操作。此外,一個演算法還具有下列5個重要的特性。
(1)、有窮性
一個演算法必須總是(對任何合法的輸入值)在執行有窮步之後結束,且每一步都可在有窮時間內完成。
(2)、確定性
演算法中每一條指令必須有明確的含義,讀者理解時不會產生二義性。即對於相同的輸入只能得到相同的輸出。
(3)、可行性
一個演算法是可行的,即演算法中描述的操作都是可以通過已經實現的基本運算執行有限次來實現的。
(4)、輸入
一個演算法有零個或多個的輸入,這些輸入取自於某個特定的對象的集合。
(5)、輸出
一個演算法有一個或多個的輸出,這些輸出是同輸入有著某種特定關系的量。
❹ 談談你對演算法的理解
演算法可以幫助我們解決生活中很多很多的小問題,可以說演算法在我們平時生活中都存在。
❺ 請用自己的語言描述「演算法」究竟是一種什麼東西。
演算法 字面意思很簡單,就是計算方法。
無論c++ 還是 vb 甚至 js 都是一種 計算機編程語言。而語言本身只是工具,要用工具實現某種意義的行為或者目的,就需要將語言進行組織。而這種組織工作,則需要人的智慧和邏輯去實現對語言的組織。 這種智慧和邏輯的操作方法即為「演算法」。也可以理解為程序的靈魂。 將你的想法通過計算機語言來表達給計算機(實現過程)就是演算法。
演算法 中的算,包括簡單的數學計算,也包括更高級的邏輯計算和 抽象計算。 法,就是方法、原則、技巧、規則等。
對於一個事物,無論是對其描述、還是對其控制、還是使用研究 都是可以歸結為數學語言的,數學的東西從簡單的數字到復雜的數學模型 都可以進行廣義的「計算」。
演算法 簡言之,就是控制計算機的方法論,是程序運行的靈魂。
❻ 談一談你對演算法的認識
「演算法」一詞最早來自公元9世紀波斯數學家比阿勒·霍瓦里松的一本影響深遠的著作《代數對話錄.》1936年,年僅24歲的英國數學家圖靈提出了著名的圖靈論點.這個論點主要體現在他的論文《論應用於決定問題的可計算數字》中.他提出思考實驗原理計算機的概念
❼ 演算法究竟是什麼
演算法就是指的是加減乘除法,就是通過這些演算法來算出你自己想算出來這個演算法,然後最後的結果等於多少就是多少。
❽ 如何理解演算法
計算概念的數目之間,性質,規則,公式內在的聯系,有嚴格的邏輯。每個概念的引入和確立,自然,規則,公式,經過抽象,概括,思維過程判斷,推理。
❾ 簡述演算法的概念及其特性,如何表示一個演算法
通俗的講,演算法是指解決問題的方法或者過程,但是嚴格的講演算法是滿足以下性質的指令序列:
1 輸入:有零個或者多個外部量作為演算法的輸入
2輸出:演算法產生至少一個量作為輸出
3確定性:組成演算法的每條指令時清晰的,無歧義的
4又窮性:演算法中的每條指令的執行次數有限,執行每條指令的時間也是郵箱的。
至於說如何表示演算法,演算法只是一種解決問題的思想與具體的計算機語言無關,深入理解思想之後我想你如果學習了一門編程語言,就算是腳本語言,你可以實現演算法的。