Uvod v algoritem v programiranju
Danes je digitaliziran ves svet. Obstaja občutek inteligence, v vsaki tradicionalni napravi je čut za komunikacijo, zaradi katere je naše življenje tako enostavno, tako hitro. Vsi ti tehnološki napredki se napredujejo s programsko opremo, ki je kup programov, ki naj bi rešili težavo. In vsak program je zasnovan na logiki / rešitvi, ki se imenuje kot algoritem. Algoritem imena je poimenovan po pametnem človeku iz Bagdada, Al Khwarizmi. Bil je prva oseba, ki je v svet uvedla algoritme, ki so bili mehanski, natančni in nedvoumni.
Kaj je algoritem?
Standardna definicija učbenika bi bila - algoritem je dobro definirana rešitev po korakih ali niz navodil za rešitev težave. Algoritem je lahko metoda za iskanje najmanj običajnega večkratnika dveh številk ali recept za kuhanje Vega Manchuriana.
Kaj je algoritem v programskem pogledu?
Vidite, računalnik v bistvu veliko matematike, kar pomeni, da ima veliko težav za reševanje. Prav zato algoritmi tvorijo srce računalništva. Računalniški algoritem je računski postopek, ki sprejme niz končnih vhodov in ga z uporabo nekaj matematike in logike pretvori v izhod. Algoritem v programiranju bo imel več korakov, kot sledi -
- Opredelitev problema - Kaj je treba storiti?
- Zbiranje podatkov - Kaj moramo rešiti težavo? Ali vložki.
- Obdelava podatkov - razumevanje tega, kar imamo, ali preoblikovanje v uporabno obliko.
- Logični pristop - uporaba zbranih in ustvarjenih podatkov glede na logiko za reševanje.
- Rešitev - Rešitev predstavite tako, kot želite v GUI-ju, terminalu ali diagramu ali grafikonu.
Če ga povedano na kratko, damo končno vhodno vrednost za x, algoritem ga pretvori v efektivno izhodno vrednost y, kjer je y f (x) za neko dobro definirano funkcijo f.
Pomemben vidik je, da algoritmi niso strogo vezani na noben programski jezik. Kot take so generične rešitve.
Kako algoritem v programiranju dela tako enostavno?
Predmetno polje algoritmov je postalo tako globoko in široko, da nam bodo postavljene teorije in osnove pomagale napasti vsako računsko težavo. Obstaja toliko učinkovitih algoritmov, ki so že objavljeni, kot so binarno iskanje, razvrščanje mehurčkov, vrsta vstavljanja, združevanje, hitro razvrščanje, Euclidovi algoritmi za iskanje GCM, Primovi algoritmi za iskanje najkrajše poti v grafu itd.
Obstaja toliko vrst algoritmov, kot so -
| Algoritmi brutalne sile | Kateri so neposredni poskusi in napake pri reševanju težav? Tako kot ponavljate dodajanje, da bi našli rezultat težave z množenjem. |
| Delite in osvojite algoritme | Kateri problem razbijejo na majhne podprobleme in nato združijo rezultat vsake podprobleme, da dobijo končni rezultat. Tako kot najprej ločite kovance različnih apoenov v različna vedra in nato preštejete število kovancev v vsakem vedru, da ugotovite, koliko kovancev je posameznih apoenov. |
| Pohlepni algoritmi | Kateri sledijo hevristiki reševanja problemov, da dosežemo naslednje najboljše stanje in kot rezultat najdemo končno najboljše stanje. Tako kot najdete manj strmo območje, ki se z lahkoto vzpenjate na goro. |
| Dinamično programiranje | Pristop, ki je enako kot deli in osvoji, vendar težavo razdeli na podprobleme, tako da se njihovi rezultati ponovno uporabijo za druge podprobleme. |
Takšne metodologije nam pomagajo sestaviti dober algoritem, ki ima naslednje opredeljujoče značilnosti. Dober algoritem je -
- Natančno - pozna natančne in pravilne korake za izvedbo.
- Edinstven - Vnos za trenutna navodila prihaja samo iz prejšnjih navodil.
- Končno - Algoritem se konča z rezultatom po izvedbi končnega števila navodil.
- Splošnost - Algoritem ima dobro vrsto vhodov in ne izključno enega vhoda.
Prednosti algoritma in zakaj naj algoritem uporabljamo pri programiranju?
Algoritmi delujejo kot močan objektiv, ki ga lahko vidimo skozi težavo, kot da imamo široko obzorje aplikacij v resničnem svetu. Z algoritmom se lahko odločimo, ali je težava rešljiva ali ne. Če je odgovor pritrdilen, kako, kako hitro in kako natančno? Če ne, potem nam algoritem znova pomaga pri odločitvi, ali lahko del tega rešimo.
Če govorimo o tem, zakaj bi morali uporabljati algoritme pri programiranju, moramo razumeti, da računalniški programi sprejmejo različne algoritme, ki se izvajajo na računalniški strojni opremi, ki ima procesor in pomnilnik, in te komponente imajo omejitve. Procesor ni neskončno hiter in pomnilnik, ki ga imamo, ni prost. So omejeni viri. Uporabljati jih je treba pametno in do tega vam bo pomagal dober algoritem, ki je učinkovit glede na časovne in vesoljske zapletenosti.
Kako vam bo ta tehnologija pomagala pri karierni rasti?
Tako kot vse druge tehnologije se tudi vedno razvija razvoj algoritmov, saj se računalniška strojna oprema vedno bolj razvija. Od tradicionalnih strojev x86 do superračunalnikov do Quantum računalnikov je prišlo do revolucionarnih sprememb v načinu reševanja težav. Močno znanje o načrtovanju algoritmov je tisto, kar kvalificiranega programerja razlikuje od ostalih. Sodobni viri v resnici ne zahtevajo preučevanja algoritmov s toliko razvitimi programskimi okviri in knjižnicami, toda natančno razumevanje le-teh vam bo pomagalo toliko več.
Zaključek - Algoritem v programiranju
Kljub temu, da imamo nekega dne procesor, ki je neverjetno hiter, in pomnilnik neprekinjen, moramo še vedno preučiti algoritem, ga načrtovati tako, da vidimo, ali se rešitev konča in to stori s pravilnim rezultatom. Naj bodo komercialne aplikacije, znanstveno računalništvo, inženiring, operativne raziskave ali umetna inteligenca na vsakem področju artikuliranje težav, določanje učinkovitih algoritmov za reševanje in podatkovne strukture, s katerimi se bodo spoprijeli, za vedno ostali neizogibni.
Tako kot je pomemben načrt pred delom. Pred kodiranjem je pomembno določiti algoritem.
Priporočeni članki
To je vodnik po algoritmu v programiranju. Tu smo razpravljali o tem, kako je algoritem uporaben v perspektivi programiranja, skupaj s prednostmi. Če želite izvedeti več, si oglejte tudi naslednje članke -
- Uvod in komponente algoritma
- Kaj je algoritem?
- Podatkovne strukture in algoritmi Intervjuji
- Programiranje jezikov za učenje algoritmov