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计算机排序算法是谁发明

发布时间:2023-01-11 20:39:22

Ⅰ 求计算机专业中的十大算法。。。qq827316329.。。。

不得不说,算法没有“十大”之类的东西的,不过的确有人对此进行过评选

《来自圣经的证明》收集了数十个简洁而优雅的数学证明,迅速赢得了大批数学爱好者的追捧。如果还有一本《来自圣经的算法》,哪些算法会列入其中呢?最近,有人在 StackExchange 上发起了提问,向网友们征集那些来自圣经的算法。众人在一大堆入围算法中进行投票,最终得出了呼声最高的五个算法:

第五名: BFPRT 算法
1973 年, Blum 、 Floyd 、 Pratt 、 Rivest 、 Tarjan 集体出动,合写了一篇题为 “Time bounds for selection” 的论文,给出了一种在数组中选出第 k 大元素的算法,俗称"中位数之中位数算法"。依靠一种精心设计的 pivot 选取方法,该算法从理论上保证了最坏情形下的线性时间复杂度,打败了平均线性、最坏 O(n^2) 复杂度的传统算法。一群大牛把递归算法的复杂度分析玩弄于骨掌股掌之间,构造出了一个当之无愧的来自圣经的算法。

第四名:快速排序
快速排序算法是 1960 年由英国计算机科学家 C.A.R. Hoare 发明的,是一种既高效又简洁的排序方法,现在已是学习算法的必修内容之一。快速排序的思想并不复杂,妙就妙在那个线性的数据分割过程,而真正最牛 B 的则是对整个算法的时间复杂度分析。我曾写过一个快速排序平均 O(n log n) 的证明,分析过程绝对值得欣赏。

第三名:并查集
严格地说,并查集是一种数据结构,它专门用来处理集合的合并操作和查询操作。并查集巧妙地借用了树结构,使得编程复杂度降低到了令人难以置信的地步;用上一些递归技巧后,各种操作几乎都能用两行代码搞定。而路径压缩的好主意,更是整个数据结构的画龙点睛之笔。并查集的效率极高,单次操作的时间复杂度几乎可以看作是常数级别;但由于数据结构的实际行为难以预测,精确的时间复杂度分析需要用到不少高深的技巧。

第二名: KMP 算法
KMP 算法是一种非常有效的字符串匹配算法,它告诉了人们一个有些反直觉的事实:字符串匹配竟然能在线性时间里完成!整个算法写成代码不足 10 行,但其中蕴含的天才般的奇妙思想让算法初学者们望而却步,而它的复杂度分析则更是堪称经典。

第一名:辗转相除法
辗转相除法是 Euclid 的《几何原本》中提到的一种寻找两个数的最大公因数的算法。无论是简洁的算法过程,还是深刻的算法原理,抑或是巧妙的复杂度分析,都称得上是来自圣经的算法。而扩展的辗转相除法则构造性地证明了,对任意整数 a 和 b ,存在一对 x 、 y 使得 ax + by = gcd(a, b) 。这一结论的普遍性和实用性让它成为了数论中的基本定理之一,在很多数学问题中都能看到它的身影。

Ⅱ 求排序算法的发展史

对于今天排序技术的探索可以追溯到19世纪,美国人口统计局的Herman Hollerith发明了第一批具有排序装置的制表机,成功地应用到1890年的美国人口普查。关于Hollerith及其制表机的故事,Leon E. Truesdell曾在【The Development of Punch Card Tabulation(Washington: U. S. Bureau of the Census, 1965)】中进行了有趣而详尽地描述。

排序例程曾经是为存储程序式计算机编写的第一个程序,因为它集中体现了计算机潜在的非数值应用。冯·诺伊曼在1954年为了检验EDVAC计算机指令代码的适用性以及评价他所建议的计算机组织的优点,编写了内部归并排序程序,Knuth在【Computing Surveys 2(1970), 247~260】中描述了这个发展细节。

在德国,K. Zuse于1945年独立编写了用于直接插入排序的程序,作为他的Plankalkul语言中线性表操作的例子之一,这一开创性的工作推迟了近30年才发表。

1946年在穆尔学校举行的有关计算的专题讨论会上,John Mauchly作了“排序和整理”的演讲,是第一个公开发表的关于计算机排序的讨论,包括直接插入排序和折半插入排序。

到1952年左右,内部排序的许多方法已在程序设计领域广为流传,但理论上的研究却相对很少。Daniel Goldenberg用Whirlwind计算机编写了5个不同方法的排序程序,分别就最好情况和最坏情况进行了分析。

由Howard B. Demuth于1956年撰写的博士论文【Electronic Data Sorting. Stanford University, 1956】可以说是一篇非常值得关注的论文,因为这篇论文有助于奠定计算复杂性理论的基础。论文利用循环的、线性的以及随机的存储器,考虑了排序问题的3个抽象模型,并对每个模型提出了最优(或接近最优)的方法。Demuth的论文建立了如何把理论同实践相联系的重要思想。

事实上,计算的大多数早期历史都出现在比较难以得到的报告中,因为那时仅有少数人同计算机打交道。有关排序文献的第一次付印是在1955年,用的是三篇重要的综述性文章。第一篇文章是由J. C. Hosken撰写的【Proc. Eastern Joint Computer Conference 8(1955), 39~55】,综述了在计算机上进行排序的方法,以及所有可利用的专用设备,文中的54项参考文献大多数是以厂家的手册为基础的。第二篇文章是由E. H. Friend撰写的【Sorting on Electronic Computer Systems. Journal of the ACM 3(1956), 134~168】是排序技术发展史的一个重要里程碑,Friend对相当多的内部和外部排序算法给出了细致的描述。第三篇文章是由D. W. Davies撰写的【Proc. Inst. Elec. Engineers 103B, Supplement 1(1956), 87~93】。

1962年11月ACM主持召开了一次关于排序的研讨会,在会上宣读的大多数论文都发表在COMMUNICATIONS OF THE ACM1963年5月的刊物上,这些论文是当时技术发展水平的很好代表。

Ⅲ 是的 计算机算法

计算机算法是以一步接一步的方式来详细描述计算机如何将输入转化为所要求的输出的过程,或者说,算法是对计算机上执行的计算过程的具体描述。
编辑本段算法性质一个算法必须具备以下性质: (1)算法首先必须是正确的,即对于任意的一组输入,包括合理的输入与不合理的输入,总能得到预期的输出。如果一个算法只是对合理的输入才能得到预期的输出,而在异常情况下却无法预料输出的结果,那么它就不是正确的。 (2)算法必须是由一系列具体步骤组成的,并且每一步都能够被计算机所理解和执行,而不是抽象和模糊的概念。 (3)每个步骤都有确定的执行顺序,即上一步在哪里,下一步是什么,都必须明确,无二义性。 (4)无论算法有多么复杂,都必须在有限步之后结束并终止运行,即算法的步骤必须是有限的。在任何情况下,算法都不能陷入无限循环中。 一个问题的解决方案可以有多种表达方式,但只有满足以上4个条件的解才能称之为算法。编辑本段重要算法A*搜寻算法
俗称A星算法。这是一种在图形平面上,有多个节点的路径,求出最低通过成本的算法。常用于游戏中的NPC的移动计算,或线上游戏的BOT的移动计算上。该算法像Dijkstra算法一样,可以找到一条最短路径;也像BFS一样,进行启发式的搜索。
Beam Search
束搜索(beam search)方法是解决优化问题的一种启发式方法,它是在分枝定界方法基础上发展起来的,它使用启发式方法估计k个最好的路径,仅从这k个路径出发向下搜索,即每一层只有满意的结点会被保留,其它的结点则被永久抛弃,从而比分枝定界法能大大节省运行时间。束搜索于20 世纪70年代中期首先被应用于人工智能领域,1976 年Lowerre在其称为HARPY的语音识别系统中第一次使用了束搜索方法,他的目标是并行地搜索几个潜在的最优决策路径以减少回溯,并快速地获得一个解。
二分取中查找算法
一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。搜素过程从数组的中间元素开始,如果中间元素正好是要查找的元素,则搜素过程结束;如果某一特定元素大于或者小于中间元素,则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找,而且跟开始一样从中间元素开始比较。这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。
Branch and bound
分支定界(branch and bound)算法是一种在问题的解空间树上搜索问题的解的方法。但与回溯算法不同,分支定界算法采用广度优先或最小耗费优先的方法搜索解空间树,并且,在分支定界算法中,每一个活结点只有一次机会成为扩展结点。
数据压缩
数据压缩是通过减少计算机中所存储数据或者通信传播中数据的冗余度,达到增大数据密度,最终使数据的存储空间减少的技术。数据压缩在文件存储和分布式系统领域有着十分广泛的应用。数据压缩也代表着尺寸媒介容量的增大和网络带宽的扩展。
Diffie–Hellman密钥协商
Diffie–Hellman key exchange,简称“D–H”,是一种安全协议。它可以让双方在完全没有对方任何预先信息的条件下通过不安全信道建立起一个密钥。这个密钥可以在后续的通讯中作为对称密钥来加密通讯内容。
Dijkstra’s 算法
迪科斯彻算法(Dijkstra)是由荷兰计算机科学家艾兹格·迪科斯彻(Edsger Wybe Dijkstra)发明的。算法解决的是有向图中单个源点到其他顶点的最短路径问题。举例来说,如果图中的顶点表示城市,而边上的权重表示着城市间开车行经的距离,迪科斯彻算法可以用来找到两个城市之间的最短路径。
动态规划
动态规划是一种在数学和计算机科学中使用的,用于求解包含重叠子问题的最优化问题的方法。其基本思想是,将原问题分解为相似的子问题,在求解的过程中通过子问题的解求出原问题的解。动态规划的思想是多种算法的基础,被广泛应用于计算机科学和工程领域。比较着名的应用实例有:求解最短路径问题,背包问题,项目管理,网络流优化等。这里也有一篇文章说得比较详细。
欧几里得算法
在数学中,辗转相除法,又称欧几里得算法,是求最大公约数的算法。辗转相除法首次出现于欧几里得的《几何原本》(第VII卷,命题i和ii)中,而在中国则可以追溯至东汉出现的《九章算术》。
最大期望(EM)算法
在统计计算中,最大期望(EM)算法是在概率(probabilistic)模型中寻找参数最大似然估计的算法,其中概率模型依赖于无法观测的隐藏变量(Latent Variable)。最大期望经常用在机器学习和计算机视觉的数据聚类(Data Clustering)领域。最大期望算法经过两个步骤交替进行计算,第一步是计算期望(E),利用对隐藏变量的现有估计值,计算其最大似然估计值;第二步是最大化(M),最大化在 E 步上求得的最大似然值来计算参数的值。M 步上找到的参数估计值被用于下一个 E 步计算中,这个过程不断交替进行。
快速傅里叶变换(FFT)
快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT),是离散傅里叶变换的快速算法,也可用于计算离散傅里叶变换的逆变换。快速傅里叶变换有广泛的应用,如数字信号处理、计算大整数乘法、求解偏微分方程等等。
哈希函数
HashFunction是一种从任何一种数据中创建小的数字“指纹”的方法。该函数将数据打乱混合,重新创建一个叫做散列值的指纹。散列值通常用来代表一个短的随机字母和数字组成的字符串。好的散列函数在输入域中很少出现散列冲突。在散列表和数据处理中,不抑制冲突来区别数据,会使得数据库记录更难找到。
堆排序
Heapsort是指利用堆积树(堆)这种数据结构所设计的一种排序算法。堆积树是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积属性:即子结点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父结点。
归并排序
Merge sort是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。
RANSAC 算法
RANSAC 是”RANdom SAmpleConsensus”的缩写。该算法是用于从一组观测数据中估计数学模型参数的迭代方法,由Fischler and Bolles在1981提出,它是一种非确定性算法,因为它只能以一定的概率得到合理的结果,随着迭代次数的增加,这种概率是增加的。该算法的基本假设是观测数据集中存在”inliers”(那些对模型参数估计起到支持作用的点)和”outliers”(不符合模型的点),并且这组观测数据受到噪声影响。RANSAC 假设给定一组”inliers”数据就能够得到最优的符合这组点的模型。
RSA加密算法
这是一个公钥加密算法,也是世界上第一个适合用来做签名的算法。今天的RSA已经专利失效,其被广泛地用于电子商务加密,大家都相信,只要密钥足够长,这个算法就会是安全的。
并查集Union-find
并查集是一种树型的数据结构,用于处理一些不相交集合(Disjoint Sets)的合并及查询问题。常常在使用中以森林来表示。
Viterbi algorithm
寻找最可能的隐藏状态序列(Finding most probable sequence of hidden states)。编辑本段算法特点1.有穷性。一个算法应包含有限的操作步骤,而不能是无限的。事实上“有穷性”往往指“在合理的范围之内”。如果让计算机执行一个历时1000年才结束的算法,这虽然是有穷的,但超过了合理的限度,人们不把他是为有效算法。 2. 确定性。算法中的每一个步骤都应当是确定的,而不应当是含糊的、模棱两可的。算法中的每一个步骤应当不致被解释成不同的含义,而应是十分明确的。也就是说,算法的含义应当是唯一的,而不应当产生“歧义性”。 3. 有零个或多个输入、所谓输入是指在执行算法是需要从外界取得必要的信息。 4. 有一个或多个输出。算法的目的是为了求解,没有输出的算法是没有意义的。 5.有效性。 算法中的每一个 步骤都应当能有效的执行。并得到确定的结果。编辑本段算法与程序虽然算法与计算机程序密切相关,但二者也存在区别:计算机程序是算法的一个实例,是将算法通过某种计算机语言表达出来的具体形式;同一个算法可以用任何一种计算机语言来表达。 算法列表 图论 路径问题 0/1边权最短路径 BFS 非负边权最短路径(Dijkstra) 可以用Dijkstra解决问题的特征 负边权最短路径 Bellman-Ford Bellman-Ford的Yen-氏优化 差分约束系统 Floyd 广义路径问题 传递闭包 极小极大距离 / 极大极小距离 Euler Path / Tour 圈套圈算法 混合图的 Euler Path / Tour Hamilton Path / Tour 特殊图的Hamilton Path / Tour 构造 生成树问题 最小生成树 第k小生成树 最优比率生成树 0/1分数规划 度限制生成树 连通性问题 强大的DFS算法 无向图连通性 割点 割边 二连通分支 有向图连通性 强连通分支 2-SAT 最小点基 有向无环图 拓扑排序 有向无环图与动态规划的关系 二分图匹配问题 一般图问题与二分图问题的转换思路 最大匹配 有向图的最小路径覆盖 0 / 1矩阵的最小覆盖 完备匹配 最优匹配 稳定婚姻 网络流问题 网络流模型的简单特征和与线性规划的关系 最大流最小割定理 最大流问题 有上下界的最大流问题 循环流 最小费用最大流 / 最大费用最大流 弦图的性质和判定 组合数学 解决组合数学问题时常用的思想 逼近 递推 / 动态规划 概率问题 Polya定理 计算几何 / 解析几何 计算几何的核心:叉积 / 面积 解析几何的主力:复数 基本形 点 直线,线段 多边形 凸多边形 / 凸包 凸包算法的引进,卷包裹法 Graham扫描法 水平序的引进,共线凸包的补丁 完美凸包算法 相关判定 两直线相交 两线段相交 点在任意多边形内的判定 点在凸多边形内的判定 经典问题 最小外接圆 近似O(n)的最小外接圆算法 点集直径 旋转卡壳,对踵点 多边形的三角剖分 数学 / 数论 最大公约数 Euclid算法 扩展的Euclid算法 同余方程 / 二元一次不定方程 同余方程组 线性方程组 高斯消元法 解mod 2域上的线性方程组 整系数方程组的精确解法 矩阵 行列式的计算 利用矩阵乘法快速计算递推关系 分数 分数树 连分数逼近 数论计算 求N的约数个数 求phi(N) 求约数和 快速数论变换 …… 素数问题 概率判素算法 概率因子分解 数据结构 组织结构 二叉堆 左偏树 二项树 胜者树 跳跃表 样式图标 斜堆 reap 统计结构 树状数组 虚二叉树 线段树 矩形面积并 圆形面积并 关系结构 Hash表 并查集 路径压缩思想的应用 STL中的数据结构 vector deque set / map 动态规划 / 记忆化搜索 动态规划和记忆化搜索在思考方式上的区别 最长子序列系列问题 最长不下降子序列 最长公共子序列 一类NP问题的动态规划解法 树型动态规划 背包问题 动态规划的优化 四边形不等式 函数的凸凹性 状态设计 规划方向 线性规划 常用思想 二分 最小表示法 串 KMP Trie结构 后缀树/后缀数组 LCA/RMQ 有限状态自动机理论 排序 选择/冒泡 快速排序 堆排序 归并排序 基数排序 拓扑排序 排序网络
扩展阅读:
1
《计算机算法设计与分析导论》朱清新等编着人民邮电出版社
开放分类:
计算机,算法

Ⅳ 计算机的算法具有哪些特性

计算机的算法具有可行性,有穷性、输入输出、确定性。

计算机算法特点

1.有穷性。一个算法应包含有限的操作步骤,而不能是无限的。事实上“有穷性”往往指“在合理的范围之内”。如果让计算机执行一个历时1000年才结束的算法,这虽然是有穷的,但超过了合理的限度,人们不把他视为有效算法。

2. 确定性。算法中的每一个步骤都应当是确定的,而不应当是含糊的、模棱两可的。算法中的每一个步骤应当不致被解释成不同的含义,而应是十分明确的。也就是说,算法的含义应当是唯一的,而不应当产生“歧义性”。

3. 有零个或多个输入、所谓输入是指在执行算法是需要从外界取得必要的信息。

4. 有一个或多个输出。算法的目的是为了求解,没有输出的算法是没有意义的。

5.有效性。 算法中的每一个 步骤都应当能有效的执行。并得到确定的结果。

拓展资料:

重要算法

A*搜寻算法

俗称A星算法。这是一种在图形平面上,有多个节点的路径,求出最低通过成本的算法。常用于游戏中的NPC的移动计算,或线上游戏的BOT的移动计算上。该算法像Dijkstra算法一样,可以找到一条最短路径;也像BFS一样,进行启发式的搜索。

Beam Search

束搜索(beam search)方法是解决优化问题的一种启发式方法,它是在分枝定界方法基础上发展起来的,它使用启发式方法估计k个最好的路径,仅从这k个路径出发向下搜索,即每一层只有满意的结点会被保留,其它的结点则被永久抛弃,从而比分枝定界法能大大节省运行时间。束搜索于20 世纪70年代中期首先被应用于人工智能领域,1976 年Lowerre在其称为HARPY的语音识别系统中第一次使用了束搜索方法。他的目标是并行地搜索几个潜在的最优决策路径以减少回溯,并快速地获得一个解。

二分取中查找算法

一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。搜索过程从数组的中间元素开始,如果中间元素正好是要查找的元素,则搜索过程结束;如果某一特定元素大于或者小于中间元素,则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找,而且跟开始一样从中间元素开始比较。这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。

Branch and bound

分支定界(branch and bound)算法是一种在问题的解空间树上搜索问题的解的方法。但与回溯算法不同,分支定界算法采用广度优先或最小耗费优先的方法搜索解空间树,并且,在分支定界算法中,每一个活结点只有一次机会成为扩展结点。

数据压缩

数据压缩是通过减少计算机中所存储数据或者通信传播中数据的冗余度,达到增大数据密度,最终使数据的存储空间减少的技术。数据压缩在文件存储和分布式系统领域有着十分广泛的应用。数据压缩也代表着尺寸媒介容量的增大和网络带宽的扩展。

Diffie–Hellman密钥协商

Diffie–Hellman key exchange,简称“D–H”,是一种安全协议。它可以让双方在完全没有对方任何预先信息的条件下通过不安全信道建立起一个密钥。这个密钥可以在后续的通讯中作为对称密钥来加密通讯内容。

Dijkstra’s 算法

迪科斯彻算法(Dijkstra)是由荷兰计算机科学家艾兹格·迪科斯彻(Edsger Wybe Dijkstra)发明的。算法解决的是有向图中单个源点到其他顶点的最短路径问题。举例来说,如果图中的顶点表示城市,而边上的权重表示着城市间开车行经的距离,迪科斯彻算法可以用来找到两个城市之间的最短路径。

动态规划

动态规划是一种在数学和计算机科学中使用的,用于求解包含重叠子问题的最优化问题的方法。其基本思想是,将原问题分解为相似的子问题,在求解的过程中通过子问题的解求出原问题的解。动态规划的思想是多种算法的基础,被广泛应用于计算机科学和工程领域。比较着名的应用实例有:求解最短路径问题,背包问题,项目管理,网络流优化等。这里也有一篇文章说得比较详细。

欧几里得算法

在数学中,辗转相除法,又称欧几里得算法,是求最大公约数的算法。辗转相除法首次出现于欧几里得的《几何原本》(第VII卷,命题i和ii)中,而在中国则可以追溯至东汉出现的《九章算术》。

最大期望(EM)算法

在统计计算中,最大期望(EM)算法是在概率(probabilistic)模型中寻找参数最大似然估计的算法,其中概率模型依赖于无法观测的隐藏变量(Latent Variable)。最大期望经常用在机器学习和计算机视觉的数据聚类(Data Clustering)领域。最大期望算法经过两个步骤交替进行计算,第一步是计算期望(E),利用对隐藏变量的现有估计值,计算其最大似然估计值;第二步是最大化(M),最大化在 E 步上求得的最大似然值来计算参数的值。M 步上找到的参数估计值被用于下一个 E 步计算中,这个过程不断交替进行。

快速傅里叶变换(FFT)

快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT),是离散傅里叶变换的快速算法,也可用于计算离散傅里叶变换的逆变换。快速傅里叶变换有广泛的应用,如数字信号处理、计算大整数乘法、求解偏微分方程等等。

哈希函数

HashFunction是一种从任何一种数据中创建小的数字“指纹”的方法。该函数将数据打乱混合,重新创建一个叫做散列值的指纹。散列值通常用来代表一个短的随机字母和数字组成的字符串。好的散列函数在输入域中很少出现散列冲突。在散列表和数据处理中,不抑制冲突来区别数据,会使得数据库记录更难找到。

堆排序

Heapsort是指利用堆积树(堆)这种数据结构所设计的一种排序算法。堆积树是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积属性:即子结点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父结点。

归并排序

Merge sort是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。

RANSAC 算法

RANSAC 是”RANdom SAmpleConsensus”的缩写。该算法是用于从一组观测数据中估计数学模型参数的迭代方法,由Fischler and Bolles在1981提出,它是一种非确定性算法,因为它只能以一定的概率得到合理的结果,随着迭代次数的增加,这种概率是增加的。该算法的基本假设是观测数据集中存在”inliers”(那些对模型参数估计起到支持作用的点)和”outliers”(不符合模型的点),并且这组观测数据受到噪声影响。RANSAC 假设给定一组”inliers”数据就能够得到最优的符合这组点的模型。

RSA加密算法

这是一个公钥加密算法,也是世界上第一个适合用来做签名的算法。今天的RSA已经专利失效,其被广泛地用于电子商务加密,大家都相信,只要密钥足够长,这个算法就会是安全的。

并查集Union-find

并查集是一种树型的数据结构,用于处理一些不相交集合(Disjoint Sets)的合并及查询问题。常常在使用中以森林来表示。

Viterbi algorithm

寻找最可能的隐藏状态序列(Finding most probable sequence of hidden states)。

参考资料:计算机算法

Ⅳ 罗伯特·弗洛伊德的人物简介


(1936-2001)Robert W.Floyd
历届图灵奖得主基本上都有高学历、高学位,绝大多数有博士头衔。这是可以理解的,因为创新型人才需要有很好的文化素养,丰富的知识底蕴,因而必须接受良好的教育。但事情总有例外,1978年图灵奖获得者、斯坦福大学计算机科学系教授罗伯特·弗洛伊德就是一位“自学成才的计算机科学家”(a Self-Taught Computer Scientist)。
弗洛伊德1936年6月8日生于纽约。说他“自学成才”并不是说他没有接受过高等教育,他是芝加哥大学的毕业生,但学的不是数学或电气工程等与计算机密切相关的专业,而是文学,1953年获得文学士学位。
20世纪50年代初期美国经济不太景气,找工作比较困难,因学习文学而没有任何专门技能的弗洛伊德在就业上遇到很大麻烦,无奈之中到西屋电气公司当了二年计算机操作员,在IBM650机房值夜班。我们知道,早期的计算机都是以批处理方式工作的,计算机操作员的任务就是把程序员编写好的程序在卡片穿孔机(这是脱机的辅助外部设备)上穿成卡片,然后把卡片叠放在读卡机上输入计算机,以便运行程序。因此,操作员的工作比较简单,同打字员类似,不需要懂计算机,也不需要懂程序设计。但弗洛伊德毕竟是一个受过高等教育的人,又是一个有心人,干了一段时间的操作员,很快对计算机产生了兴趣,决心弄懂它,掌握它,于是他借了有关书籍资料在值班空闲时间刻苦学习钻研,有问题就虚心向程序员请教。白天不值班,他又回母校去听讲有关课程。这样,他不但在1958年又获得了理科学士学位,而且逐渐从计算机的门外汉变成计算机的行家里手。
1956年他离开西屋电气公司,到芝加哥的装甲研究基金会(Armour Research Foundation),开始还是当操作员,后来就当了程序员。1962年他被马萨诸塞州的Computer Associates公司聘为分析员。此时与Warsall合作发布Floyd-Warshall算法。1965年他应聘成为卡内基—梅隆大学的副教授,3年后转至斯坦福大学。1970年被聘任为教授。
之所以能这样快地步步高升,关键就在于弗洛伊德通过勤奋学习和深入研究,在计算机科学的诸多领域:算法,程序设计语言的逻辑和语义,自动程序综合,自动程序验证,编译器的理论和实现等方面都作出创造性的贡献。其中包括:1962年,弗洛伊德完成了Algol 60编译器的开发,成功投入使用,这是世界上最早的Algol 60编译器之一,而且弗洛伊德在这个编译器的开发中率先融入了优化的思想,使编译所生成的目标代码占用空间少,运行时间短。弗洛伊德优化编译的思想对编译器技术的发展产生了深刻的影响。随后,他又对语法分析进行了系统研究,优先文法(precedence grammar),限界上下文文法(bounded context grammar)等都是弗洛伊德在首先提出来的。优先文法解决了自底向上的语法分析中的首要任务:如何找到“句柄”,也就是当前需要进行归约的符号串。弗洛伊德通过对不同的符号定义不同的优先级,解决了这个问题。限界上下文文法则通过对上下文无关文法G中的两个推导:
*
S→βArβαγ
+
S→δαε
进行比较以确定α是否是δαε的句柄,以及产生方式A→α是否是唯一可进行归约的产生式。弗洛伊德经过研究,给出其充分必要条件为:β和δ的最后m个符号相同,丁和o/的最初n个终结符相同。这样一个上下文无关文法G就称为(m,n)限界上下文文法。
在算法方面,弗洛伊德和威廉姆斯(J.Williams)在1964年共同发明了着名的堆排序算法HEAPSORT,这是与英国学者霍尔 (C.A.R.Hoare,1980年图灵奖获得者)发明的QUICKSORT齐名的高效排序算法之一。此外还有直接以弗洛伊德命名的求最短路的算法,这是弗洛伊德利用动态规划(dynamic programming)的原理设计的一个高效算法。
在程序设计方面,计算机科学家非常关心的一个重要问题是如何表达和描述程序的逻辑,如何验证程序的正确性。1967年,在美国数学会AMS举行的应用数学讨论会上,弗洛伊德发表了那篇引起轰动并产生了深远影响的论文,即“如何确定程序的意义”(Assigning Meanings to Programs)。这篇论文在程序逻辑研究的历史上,是继麦卡锡(J.McCarthy,1971年图灵奖获得者)在1963年提出用递归函数作为程序的模型这一方法以后最重大的一个进展。
麦卡锡倡导的方法对于一般程序,包括大型软件确实是行之有效的,但它有一个不足,即对于许多以命令方式编写的软件,其中包括赋值语句,条件语句,用While实现循环的语句……对这样的程序用递归定义的函数去证明其正确性就很不方便了。正是为了解决这个问题,弗洛伊德在上述论文中提出了一种基于流程图的表达程序逻辑的方法。这个方法的主要特点就是在流程图的每一弧线上放置一个“标记”(tag),也就是一个逻辑断言,并且保证只要当控制经过这个弧线时该断言一定成立。弗洛伊德的主要贡献在于解决了基于这种标记的形式系统的细节,证明了这种系统的完备性,解决了如何证明程序终结的问题。弗洛伊德还引入了验证条件的概念,包括流程图的一个组成部分(方框、圆框等)及其人口和出口处的标记。为了证明带标记的流程图的正确性,只要证明其中每一组成部分的验证条件成立就行了。弗洛伊德提出的方法被叫做“归纳断言法”(inctive assertion method),或前后断言法(pre·and post-assertion method)。在框图每个断点i上所加的逻辑断言即标记就叫i点的归纳断言,说明程序执行经过此点时在各输入变量x和各程序变量丁之间应存在的关系,以谓词Pi(x,y)的形式表示。若程序从断点i经过路段。到下一断点j的验证条件以Ra(x,y)表示,丁的值在。上的变化以ha(x,y)表示,则只要能证明下式恒真:
(∨x)(∨y)[pi(x,y)∧Ra(x,y) Pj(x,ha(x,y))]
程序从i到j的部分正确性也就证明了。
虽然用归纳断言法不能证明程序的完全正确性,因为它必须以程序能够终结为前提,但由于弗洛伊德在论文中同时也考虑了如何证明程序终结的问题,因此弗洛伊德的归纳断言法也就有了普遍的意义。

Ⅵ 世界上最快的排序算法

Timsort是一个自适应的、混合的、稳定的排序算法,融合了归并算法和二分插入排序算法的精髓,在现实世界的数据中有着特别优秀的表现。它是由Tim Peter于2002年发明的,用在Python这个编程语言里面。这个算法之所以快,是因为它充分利用了现实世界的待排序数据里面,有很多子串是已经排好序的不需要再重新排序,利用这个特性并且加上合适的合并规则可以更加高效的排序剩下的待排序序列。

Ⅶ 堆排序的起源

1991年的计算机先驱奖获得者、斯坦福大学计算机科学系教授罗伯特·弗洛伊德(Robert W.Floyd)和威廉姆斯(J.Williams)在1964年共同发明了着名的堆排序算法( Heap Sort )

阅读全文

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