算法 Algorithm

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算法 Algorithm

算法是在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确的规则。通俗点说,就是计算机解题的过程。在这个过程中,无论是形成解题思路还是编写程序,都是在实施某种算法。前者是推理实现的算法,后者是操作实现的算法。

一个算法应该具有以下五个重要的特征:

1、有穷性: 一个算法必须保证执行有限步之后结束;

2、确切性: 算法的每一步骤必须有确切的定义;

3、输入:一个算法有0个或多个输入,以刻画运算对象的初始情况,所谓0个输入是指算法本身定除了初始条件;

4、输出:一个算法有一个或多个输出,以反映对输入数据加工后的结果。没有输出的算法是毫无意义的;

5、可行性: 算法原则上能够精确地运行,而且人们用笔和纸做有限次运算后即可完成。

什么叫算法

算法(Algorithm)是解题的步骤,可以把算法定义成解一确定类问题的任意一种特殊的方法。

在计算机科学中,算法要用计算机算法语言描述,算法代表用计算机解一类问题的精确、有效的方法。

算法+数据结构=程序,求解一个给定的可计算或可解的问题,不同的人可以编写出不同的程序,来解决同一个问题,这里存在两个问题:一是与计算方法密切相关的算法问题;二是程序设计的技术问题。算法和程序之间存在密切的关系。

算法是一组有穷的规则,它们规定了解决某一特定类型问题的一系列运算,是对解题方案的准确与完整的描述。制定一个算法,一般要经过设计、确认、分析、编码、测试、调试、计时等阶段。

对算法的学习包括五个方面的内容:

①设计算法。算法设计工作是不可能完全自动化的,应学习了解已经被实践证明是有用的一些基本的算法设计方法,这些基本的设计方法不仅适用于计算机科学,而且适用于电气工程、运筹学等领域;

②表示算法。描述算法的方法有多种形式,例如自然语言和算法语言,各自有适用的环境和特点;

③确认算法。算法确认的目的是使人们确信这一算法能够正确无误地工作,即该算法具有可计算性。正确的算法用计算机算法语言描述,构成计算机程序,计算机程序在计算机上运行,得到算法运算的结果;

④分析算法。算法分析是对一个算法需要多少计算时间和存储空间作定量的分析。分析算法可以预测这一算法适合在什么样的环境中有效地运行,对解决同一问题的不同算法的有效性作出比较;

⑤验证算法。用计算机语言描述的算法是否可计算、有效合理,须对程序进行测试,测试程序的工作由调试和作时空分布图组成。

算法的特性包括:

① 确定性。算法的每一种运算必须有确定的意义,该种运算应执行何种动作应无二义性目的明确;② 能行性。要求算法中有待实现的运算都是基本的,每种运算至少在原理上能由人用纸和笔在有限的时间内完成;③ 输入。一个算法有0个或多个输入,在算法运算开始之前给出算法所需数据的初值,这些输入取自特定的对象集合;④ 输出。作为算法运算的结果,一个算法产生一个或多个输出,输出是同输入有某种特定关系的量;⑤ 有穷性。一个算法总是在执行了有穷步的运算后终止,即该算法是可达的。

满足前四个特性的一组规则不能称为算法,只能称为计算过程,操作系统是计算过程的一个例子,操作系统用来管理计算机资源,控制作业的运行,没有作业运行时,计算过程并不停止,而是处于等待状态。