演算法的設計
㈠ 演算法設計原則是什麼
原則：首先說設計的演算法必須是"正確的"，其次應有很好的"可讀性"，還必須具有"健壯性"，最後應考慮所設計的演算法具有"高效率與低存儲量"。
所謂演算法是正確的，除了應該滿足演算法說明中寫明的"功能"之外，應對各組典型的帶有苛刻條件的輸入數據得出正確的結果。
在演算法是正確的前提下，演算法的可讀性是擺在第一位的，這在當今大型軟體需要多人合作完成的環境下是換重要的，另一方面，晦澀難讀的程序易於隱藏錯誤而難以調試。演算法的效率指的是演算法的執行時間，演算法的存儲量指的是演算法執行過程中所需最大存儲空間。
演算法是程序設計的另一個不可缺的要素，因此在討論數據結構的同時免不了要討論相應的演算法。這里有兩重意思，即演算法中的操作步驟為有限個，且每個步驟都能在有限時間內完成。
確定性表現在對演算法中每一步的描述都沒有二義性，只要輸入相同，初始狀態相同，則無論執行多少遍，所得結果都應該相同。
可行性指的是，序列中的每個操作都是可以簡單完成的，其本身不存在演算法問題，例如，"求x和y的公因子"就不夠基本。
輸入值即為演算法的操作對象，但操作的對象也可以由演算法自身生成，如"求100以內的素數"，操作對象是自然數列，可以由變數逐個增1生成。
演算法的健壯性指的是，演算法應對非法輸入的數據作出恰當反映或進行相應處理，一般情況下，應向調用它的函數返回一個表示錯誤或錯誤性質的值。
㈡ 演算法設計
第5章：常用演算法設計（軟體設計篇）免費下載
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《演算法設計》是2007年清華大學出版社出版發行的圖書，作者是Jon Kleinberg / Éva Tardos。
㈢ 演算法設計策略有哪些
演算法設計策略如下：
1、分治html
分治法的設計思想是，將一個難以直接解決的大問題，分割成k個規模較小的子問題，這些子問題相互獨立，且與原問題相同，而後各個擊破，分而治之。演算法。
5、分支限界
回溯法是對解空間進行深度優先搜索，事實上任何搜索遍整個解空間的演算法都可解決問題。因此採用通用圖搜索的任何實現做為搜索策略都可解決問題，只要作到窮舉便可。除了深度優先搜索以外，咱們還可採用廣度優先搜索，而分支限界法則是對解空間進行優先順序優先搜索。
㈣ 如何才能設計出優秀的演算法
數據結構中評價一個好的演算法，應該從四個方面來考慮，分別是：
一、演算法的正確性。
二、演算法的易讀性。
三、是演算法的健壯性。
四、是演算法的時空效率（運行）。
演算法的設計取決於數據(邏輯)結構，演算法的實現取決於所採用的存儲結構。數據的存儲結構本質上是其邏輯結構在計算機存儲器中的實現。為了充分反映數據的邏輯結構，它在內存中的映像包括兩個方面，即數據元素之間的信息和數據元素之間的關系。不同的數據結構有相應的操作。數據操作是定義在數據邏輯結構上的操作演算法，如檢索、插入、刪除、更新和排序。
(4)演算法的設計擴展閱讀
該演算法的一般性質包括：
1、對於任何符合輸入類型的輸入數據，都可以根據演算法來解決問題，軟體包保證了計算結構的正確性。
2、演算法中的每一條指令都必須能夠被人或機器執行。
3、確定性演算法應該在每一步之後都有明確的下一步指示。也就是說，確保每個步驟都有下一步行動的指示，並且不缺乏或只有模糊的下一步行動指示。
4、有限演算法的執行必須以有限的步數結束。
㈤ 如何設計演算法
設計一個正確的演算法是一件困難的工作，因為它需要創新，從以太真空中發掘出一個解方案來解決問題。演算法設計比對現有的方案進行改良要難得多，因為演算法設計的可選擇空間太，過多的自由反而成了一種約束。 This book is designed to make you a better algorithm designer. The techniques presented in Part I of this book provide the basic ideas underlying all combinatorial algorithms. The problem catalog of Part II will help you with modeling your application and point you in the right direction of an algorithm or implementation. However, being a successful algorithm designer requires more than book knowledge; it requires a certain attitude, the right problem-solving approach. It is difficult to teach this mindset in a book; yet getting it is essential to become a successful designer. 本書的設計目標是讓你成為一個更好的演算法設計者。本書第一部分展示有關組合演算法的基本原理和基本思想；第二部分的問題清單幫助你為你的問題建模，並且為你指明實現正確演算法的方向。盡管如此，要成為一個成功的演算法設計者光有書本知識是不夠的，面對問題的態度（attitude）和選擇正確的方法更重要。書本容易傳授知識，很難傳授人的心尺宴態（mindset)和思考方式；而這種心陵首銀態和思考卻是成為成功的演算法設計者的根本條件。 The key to algorithm design (or any other problem-solving task) is to proceed by asking yourself a sequence of questions to guide your thought process. What if we do this? What if we do that? Should you get stuck on the problem, the best thing to do is move onto the next question. In any group brainstorming session, the most useful person in the room is the one who keeps asking, ``Why can't we do it this way?'' not the person who later tells them why. Because eventually she will stumble on an approach that can't be shot down. 演算法設計（或其它問題解決任務）的關鍵是一系列持續的自我反問，這些反問引導我們思維的前進。「如果這樣做會怎樣？」，「如果那樣做又會怎樣？」……如果 你被一個問題掐住了，最好的辦法就是先擱一下，換一個問題換一個前進的方向試試。在每組頭腦風暴會芹灶議中，最有價值的人是不斷提出為什麼的人，不是爾後解說為什麼的人。因為我們常常被一些習以為常的東西所拌倒，掉進自己設置的陷阱。 kemin：如果問題解決是一種思考過程，那麼思考的形式（過程的嚴謹性、細致性和正確性）很重要，而思考的內容也不容忽視。因為引導我們思考前進的方式 除反問本身外，反問的內容也很重。就比如參加頭腦風暴的材料一樣。人大腦的思維功能是硬編碼的，人與人之間沒有思維規律——質的區別，只是思維的清晰度和 靈敏度——量的差別。人與人之間智力的差別更多體現在思維內容的量上，體現在對外部世界的事實掌握的廣度和深度上。 Towards this end, we provide below a sequence of questions to guide your search for the right algorithm for your problem. To use it effectively, you must not only ask the questions, but answer them. The key is working through the answers carefully, by writing them down in a log. The correct answer to, ``Can I do it this way?'' is never ``no,'' but ``no, because ....'' By clearly articulating（明確有力地表達） your reasoning as to why something doesn't work, you can check if it really holds up or whether you have just glossed（掩蓋） over a possibility that you didn't want to think hard enough about. You will be surprised how often the reason you can't find a convincing（使人信服的） explanation for something is because your conclusion is wrong. 在末尾我們提供一個反問問題的列表，你不但要反問自己這些問題，更重要是仔細回答這些問題，最好把答案寫下來。回答諸如問題「我可以使用這種方式嗎？」的 不是一個「不能」就完了，而是「不能，因為……」。通過仔細明確的回答「為什麼不能」時，你會發現到底是「真的不能「，還是只是你自己不願意去深入思考掩 蓋了」能「。如果你不曾訓練出嚴謹的思考方式，當你這樣做時你會驚訝的發現，為了說明某些東西但卻找不到一個令人信服的解釋的原因常常是因為你的結論本身 是錯的。 An important distinction to keep aware of ring any design process is the difference between strategy and tactics（戰略）. Strategy represents the quest for the big picture, the framework around which we construct our path to the goal. Tactics are used to win the minor battles we must fight along the way. In problem solving, it is important to check repeatedly whether you are thinking on the right level. If you do not have a global strategy of how you are going to attack your problem, it is pointless to worry about the tactics. 在設計過程中特別重要區分策略和戰略的概念。策略是對全局的一個探索，一個構築通向目標路徑的指導框架。戰略則是用來解決通向大目標過程的較小的問題。如果你對關於如何對付所面臨的問題沒有一個全局的策略，那關心戰略是不得要領的，予事無補的。在解題領域，不斷修正思維的層次（thinking on the right level）是很重要戰略。（--萊布尼茲曾經將人的解題思考過程比喻成晃篩子，把腦袋裡面的東西都給抖落出來，然後正在搜索的注意力會抓住一切細微的、與問題有關的東西。事實上，要做到能夠令注意力抓住這些有關的東西，就必須時刻將問題放在注意力層面，否則即使關鍵的東西抖落出來了也可能沒注意到。） An example of a strategic question is, ``How best can I model my application as a graph algorithm problem?'' A tactical question might be, ``Should I use an adjacency鄰接 list or adjacency matrix data structure to represent my graph?'' Of course, such tactical decisions are critical to the ultimate quality of the solution, but they can be properly evaluated only in light of a successful strategy. 一個策略問題的例子是：「我如何才能更好地把我的問題建模成圖問題？」。而一個戰略問題可能是這樣：「我是用鄰接列表還是鄰接矩陣來實現我的圖結構？」。當然，這種戰略選擇是對解決方案的最終質量起著重要作用；不過戰略價值的體現還是基於正確的策略的選擇。 When faced with a design problem, too many people freeze up in their thinking. After reading or hearing the problem, they sit down and realize that they don't know what to do next. They stare（凝視） into space, then panic（驚惶）, and finally end up settling（沉澱; 決定） for the first thing that comes to mind. Avoid this fate（天數; 運氣; 命運 ）. Follow the sequence of questions provided below and in most of the catalog problem sections. We'll tell you what to do next! 初學者在面對問題時常常表現出思維凝滯、手足無措和盲目解題。參考以下的反問問題列表和本書的問題清單，我們告訴你應該怎麼做。 Obviously, the more experience you have with algorithm design techniques such as dynamic programming, graph algorithms, intractability, and data structures, the more successful you will be at working through the list of questions. Part I of this book has been designed to strengthen this technical background. However, it pays to work through these questions regardless of how strong your technical skills are. The earliest and most important questions on the list focus on obtaining a detailed understanding of the problem and do not require specific expertise. 當然本反問問題列表對讀者有背景要求，要求讀者對演算法設計技術（動態規劃、圖演算法、難解性和數據結構）的熟悉程度。本書第一部分的目標就是對這些技術背景進行強化。不過，不管你的技術背景怎樣，通讀這些問題對你解題還是很有裨益的。
㈥ 演算法設計有哪些方法
演算法設計常用的幾種方法是
1. 窮舉法
2. 貪心法
3. 分治法
4. 回溯法
5. 分枝限界法
6. 動態規劃法
㈦ 設計一個好的演算法通常要考慮哪些要求
數據結構中評價一個好的演算法，應該從四個方面來考慮，分別是：
一、演算法的正確性。
二、演算法的易讀性。
三、是演算法的健壯性。
四、是演算法的時空效率（運行）。
演算法的設計取決於數據（邏輯）結構，演算法的實現取決於所採用的存儲結構。數據的存儲結構本質上是其邏輯結構在計算機存儲器中的實現。為了全面反映一個數據的邏輯結構，它在內存中的影像包括兩個方面，即數據元素之間的信息和數據元素之間的關系。
不同的數據結構有相應的操作。數據的操作是在數據的邏輯結構上定義的操作演算法，如檢索、插入、刪除、更新和排序。
(7)演算法的設計擴展閱讀
該演算法的一般性質包括：
1．通用性對於任何符合輸入類型的輸入數據，都可以根據演算法解決問題，並且包保證了計算結構的正確性。
2．演算法的每一條指令都必須能夠被人或機器執行。
3．確定性演算法應該在每一步之後都有明確的下一步指示。也就是說，確保每個步驟都有下一步行動的指示，不缺少或只包含含糊的下一步行動指示。
4．有限演算法的執行必須在有限步結束。
㈧ 演算法的設計原則是什麼
1.窮舉演算法思想
窮舉演算法思想就是從所有的可能結果中一個一個的試驗，知道試出正確的結果。具體的操作步驟如下：
1)對每一種可能的結果，計算其結果；
2)判斷結果是否符合題目要求，如果符合則該結果正確，如果不符合則繼續進行第1)步驟。
窮舉演算法思想的經典例子為雞兔同籠為題（又稱龜鶴同籠問題），題目為「一個籠子里有雞兔，共15個頭、46條腿，問雞兔各有多少只？」。代碼如下：
public static void main(String[] args) {
int head = 0;
int leg = 0;
System.out.println( "輸入雞兔頭數：");
Scanner input=new Scanner(System.in);
head = input.nextInt();
System.out.println( "輸入雞兔腿數：");
Scanner input1=new Scanner(System.in);
leg = input1.nextInt();
boolean existence = false;
for( int i = 0; i <= head; i++){
if( 2 * i + 4 * ( head - i) == leg){
System.out.println( "雞的個數 :" + i);
System.out.println( "兔的個數 :" + ( head - i));
existence = true;
}
}
if( !existence){
System.out.println( "你輸入的數據不正確");
}
}
2.遞推演算法思想
遞推演算法演算法就是根據已知條件，利用特定關系推導出中間推論，直到得到結果的演算法。
遞推演算法思想最經典的例子是斐波那契數列 : 1,1,2,3,5,8,13......
上面的數列符合F(n) = F(n-1) + F(n-2).代碼如下：
public static void main(String[] args) {
Scanner input=new Scanner(System.in);
int n = input.nextInt();
System.out.println( fibonacci( n));
}
public static int fibonacci( int n){
if( n == 1){
return 1;
}else if( n == 2){
return 1;
}else{
return fibonacci( n - 1) + fibonacci( n - 2);
}
}
3.遞歸演算法思想
遞歸演算法思想是把大問題轉換成同類問題的子問題，然後遞歸調用函數表示問題的解。
在使用遞歸的時候一定要注意調回遞歸函數的終止條件。
遞歸演算法比較經典的例子是求階乘。代碼如下：
public static void main(String[] args) {
System.out.println( "輸入一個大於零的數：");
Scanner input=new Scanner(System.in);
int n = input.nextInt();
System.out.println( factorial( n));
}
public static int factorial( int n){
if( n == 0){
return 1;
}else if( n == 1){
return 1;
}else{
㈨ 設計演算法的原則
設計演算法的原則：
1、正確性：演算法的正確性是指演算法至少應該具有輸入、輸出和加工處理無歧義性、能正確反映問題的需要、能夠得到問題的正確答案。
2、可讀性：設計演算法的目的，一方面是為了讓計算機執行，但還有一個重要的目的就是為了便於他人的閱讀，讓人理解和交流，自己將來也可閱讀。如果可讀性不好，時間長了自己都不知道寫了什麼，可讀性是評判演算法（也包括實現它的程序代碼）好壞很重要的標志。
3、健壯性：當輸入的數據非法時，演算法應當恰當地做出反應或進行相應處理，而不是莫名其妙的輸出結果。並且處理出錯的方法不應是中斷程序的執行，而應是返回一個表示錯誤或錯誤性質的值，以便於在更高的抽象層次上進行處理。
4、高效率與低存儲量：通常，演算法的效率指的是演算法的執行時間；演算法的存儲量指的是演算法執行過程中所需要的最大存儲空間，兩者的復雜度都與問題的規模有關。演算法分析的任務是對設計的每一個具體的演算法，利用數學工具，討論其復雜度，探討具體演算法對問題的適應性。
(9)演算法的設計擴展閱讀：
演算法的「正確」通常在用法上有很大的差別，大體分為以下4個層次：
1、演算法程序沒有語法錯誤；
2、演算法程序能夠根據正確的輸入的值得到滿足要求的輸出結果；
3、演算法程序能夠根據錯誤的輸出的值滿足規格說明的輸出結果；
4、演算法程序對於精心設計、極其刁難的測試數據都能滿足要求的輸出結果。
對於這4層含義，層次要求最低，因為僅僅沒有語法錯誤實在談不上是好的演算法。而層次（4）是最困難的，人們幾乎不可能逐一驗證所有的輸入都得到正確的結果。因此，演算法的正確性在大部分情況下都不可能用程序來證明，而是用數學方法證明的。
㈩ 什麼是演算法設計
演算法：為解決一個問題而採取的方法和步驟（對數據處理的描述）。演算法是
程序
的靈魂，
結構化程序設計
的基本方法就是
演算法設計