Вступ до алгоритму в програмуванні
Сьогодні весь світ оцифровується. Почуття інтелекту, відчуття спілкування в кожному традиційному пристрої, що робить наше життя таким легким, таким швидким. Всі ці технологічні досягнення просуваються за допомогою програмного забезпечення, що представляє собою купу програм, призначених для вирішення проблеми. І кожна програма будується на логіці / рішенні, яке називається алгоритмом. Алгоритм імені названий на честь розумної людини з Багдаду, Аль Хварізмі. Він був першою людиною, яка представила алгоритми світу, які були механічними, точними та однозначними.
Що таке алгоритм?
Стандартним визначенням підручника було б - алгоритм - це чітко визначене покрокове рішення або ряд інструкцій для вирішення проблеми. Алгоритм може бути методом пошуку найменш поширеного кратного двох чисел або рецептом приготування Вега Маньчжурського.
Що таке алгоритм з точки зору програмування?
Розумієте, комп’ютер в основному робить багато математики, а значить, має вирішити багато проблем. Саме тому алгоритми складають серце інформатики. Комп'ютерний алгоритм - це обчислювальна процедура, яка приймає набір кінцевих вхідних даних і перетворює їх на вихід, застосовуючи деяку математику та логіку. Алгоритм програмування матиме кілька кроків наступним чином -
- Визначення проблеми - Що робити?
- Збір даних - Що ми маємо для вирішення проблеми? Або входи.
- Обробка даних - розуміння того, що ми маємо, або перетворення їх у зручну форму.
- Логічний підхід - використання зібраних та створених даних проти логіки для вирішення.
- Рішення - презентуйте рішення так, як вам потрібно, в графічному інтерфейсі або терміналі, на діаграмі чи діаграмі.
Щоб сказати це в двох словах, з урахуванням кінцевого вхідного значення для x, алгоритм перетворює його на ефективне вихідне значення y, де y f (x) для деякої чітко визначеної функції f.
Один важливий аспект, який потрібно знати, полягає в тому, що алгоритми не строго пов'язані з будь-якою мовою програмування. Вони є загальними рішеннями як такими.
Як алгоритм програмування робить роботу такою простою?
Тематичне поле алгоритмів стало настільки глибоким і широким, що закладені теорії та основи допоможуть нам атакувати будь-яку обчислювальну проблему. Існує так багато ефективних алгоритмів, які вже публікуються, як двійковий пошук, сортування міхурів, сортування вставки, сортування злиття, швидке сортування, алгоритми Евкліда для пошуку GCM, алгоритми Прима, щоб знайти найкоротший шлях у графіку тощо.
Існує так багато видів алгоритмів, як -
| Алгоритми грубої сили | Які прямий пробний та помилковий підхід до вирішення проблем? Так само, як ви повторюєте додавання, щоб знайти результат проблеми множення. |
| Алгоритми ділення та перемоги | Які розбивають проблему на невеликі підпроблеми, а потім поєднують результат кожної підпрограми, щоб отримати кінцевий результат. Так само, як спочатку ви розділите монети різних номіналів на різні відра, а потім порахуйте кількість монет у кожному відрі, щоб знайти, скільки монет окремих номіналів є. |
| Жадібні алгоритми | Які слідують за евристикою вирішення проблем, щоб досягти наступного найкращого стану, щоб знайти як результат остаточний кращий стан. Так само, як ви знайдете менш крутий район, який легко піднімається на гору. |
| Динамічне програмування | Підхід, який є тим самим, як ділити і перемагає, але розділяє проблему на підпрограми, таким чином, щоб їх результати були повторно використані для інших підпроблем. |
Такі методології допомагають нам створити хороший алгоритм, який має такі визначальні характеристики. Хороший алгоритм -
- Точність - вона знає точні та правильні кроки для виконання.
- Унікальний - вхід для поточних інструкцій походить лише з попередньої інструкції.
- Кінцеве - Алгоритм закінчується даванням результату після виконання кінцевої кількості інструкцій.
- Загальність - Алгоритм має добрий набір входів, а не суворо один вхід.
Переваги алгоритму і чому ми повинні використовувати алгоритм у програмуванні?
Більше, ніж широкий горизонт застосувань у реальному світі, алгоритми виконують роль потужної лінзи, яку можна побачити через проблему. Алгоритм допомагає нам вирішити, проблема вирішувана чи ні. Якщо так, то як, наскільки швидко і наскільки точно? Якщо ні, то алгоритм знову допомагає нам вирішити, чи зможемо ми вирішити його частину.
Говорячи про те, чому нам слід використовувати алгоритми в програмуванні, ми повинні розуміти, що комп'ютерні програми приймають різні алгоритми, що працюють на комп'ютерному обладнанні, яке має процесор і пам'ять, і ці компоненти мають обмеження. Процесор не є нескінченно швидким, і пам'ять у нас не вільна. Вони обмежені ресурси. Вони повинні використовуватися з розумом, і хороший алгоритм, ефективний з точки зору часових складностей і просторових складностей, допоможе вам це зробити.
Як ця технологія допоможе вам у вашому кар’єрному зростанні?
Як і будь-які інші технології, дизайн алгоритмів в програмуванні також постійно змінюється, оскільки апаратне забезпечення комп'ютера постійно розвивається. Починаючи від традиційних машин x86 до суперкомп'ютерів до квантових комп’ютерів, відбулися революційні зміни в способі вирішення проблем. Маючи сильні знання про алгоритм, це відрізняє кваліфікованого програміста від решти. Сучасні ресурси насправді не вимагають вивчення алгоритмів з такою кількістю розроблених програмних систем та бібліотек, але глибоке розуміння цього питання допоможе вам набагато більше.
Висновок - Алгоритм програмування
Незважаючи на те, що коли-небудь у нас є неймовірно швидкий процесор і пам'ять, яка є безперервною, ми все одно повинні вивчити алгоритм, спроектувати їх так, щоб побачити, чи рішення припиняється і чинить це з правильним результатом. Нехай це будуть комерційні програми, наукові обчислення, інженерія, оперативні дослідження чи штучний інтелект у кожній галузі, що формулює проблеми, з'ясування ефективних алгоритмів для вирішення та структури даних для вирішення залишаться неминучими назавжди.
Так само, як це важливий план перед роботою. Важливо визначити алгоритм перед кодуванням.
Рекомендовані статті
Це було керівництвом до алгоритму програмування. Тут ми обговорили, наскільки алгоритм корисний у перспективі програмування разом із перевагами. Ви також можете переглянути наступні статті, щоб дізнатися більше -
- Вступ та компоненти алгоритму
- Що таке алгоритм?
- Структури даних та алгоритми Інтерв'ю Питання
- Мови програмування для вивчення алгоритмів