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演算法應該是

發布時間: 2024-05-01 04:53:36

1. 一個好的演算法應該具備哪些特徵

一個好的演算法應該具畝悔備以下特徵:

  • 正確性:演算法應該正確地解決問題,並且沒有明顯的錯誤。

  • 易於理解:演算法應該清晰明了,容易理解,易於實現和調試。

  • 可證明性:演算法應該有明確的證明,證明其正確性和最優性。

  • 效率:演算法應該具有較高的效率,能夠在可接受的時間內完成計算。

  • 穩定性:演算法的結果應該穩定,不會隨著數據的變化而變化。

  • 適用性:演算法應該適用於不同的數據類型和規模

  • 可源耐源擴展性:演算法應該具有可擴展性,能夠適應不斷增長的數據量。


雹態

2. 計算機演算法指的是什麼

計算機演算法是以一步接一步的方式來詳細描述計算機如何將輸入轉化為所要求的輸出的過程,或者說,演算法是對計算機上執行的計算過程的具體描述。

無論演算法有多麼復雜,都必須在有限步之後結束並終止運行;即演算法的步驟必須是有限的。在任何情況下,演算法都不能陷入無限循環中。演算法必須是由一系列具體步驟組成的,並且每一步都能夠被計算機所理解和執行,而不是抽象和模糊的概念。

演算法首先必須是正確的,即對於任意的一組輸入,包括合理的輸入與不合理的輸入,總能得到預期的輸出。如果一個演算法只是對合理的輸入才能得到預期的輸出,而在異常情況下卻無法預料輸出的結果,那麼它就不是正確的。

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特點

1、有窮性。一個演算法應包含有限的操作步驟,而不能是無限的。事實上「有窮性」往往指「在合理的范圍之內」。如果讓計算機執行一個歷時1000年才結束的演算法,這雖然是有窮的,但超過了合理的限度,人們不把他視為有效演算法。

2、確定性。演算法中的每一個步驟都應當是確定的,而不應當是含糊的、模稜兩可的。演算法中的每一個步驟應當不致被解釋成不同的含義,而應是十分明確的。也就是說,演算法的含義應當是唯一的,而不應當產生「歧義性」。

3、有零個或多個輸入。所謂輸入是指在執行演算法是需要從外界取得必要的信息。

4、有一個或多個輸出。演算法的目的是為了求解,沒有輸出的演算法是沒有意義的。

5、有效性。 演算法中的每一個 步驟都應當能有效的執行。並得到確定的結果。

3. 什麼叫演算法演算法有哪幾種表示方法

演算法(Algorithm)是指解題方案的准確而完整的描述,是一系列解決問題的清晰指令,演算法代表著用系統的方法描述解決問題的策略機制。計算機科學家往往將「演算法」一詞的含義限定為此類「符號演算法」。「演算法」概念的初步定義:一個演算法是解決一個問題的進程。而並不需要每次都發明一個解決方案。

已知的演算法有很多,例如「分治法」、「枚舉測試法」、「貪心演算法」、「隨機演算法」等。

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演算法中的「分治法」

「分治法」是把一個復雜的問題拆分成兩個較為簡單的子問題,進而兩個子問題又可以分別拆分成另外兩個更簡單的子問題,以此類推。問題不斷被層層拆解。然後,子問題的解被逐層整合,構成了原問題的解。

高德納曾用過一個郵局分發信件的例子對「分治法」進行了解釋:信件根據不同城市區域被分進不同的袋子里;每個郵遞員負責投遞一個區域的信件,對應每棟樓,將自己負責的信件分裝進更小的袋子;每個大樓管理員再將小袋子里的信件分發給對應的公寓。

4. 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。

(4)演算法應該是擴展閱讀:

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。

5. 什麼是演算法

一、什麼是演算法
演算法是一系列解決問題的清晰指令,也就是說,能夠對一定規范的輸入,在有限時間內獲得所要求的輸出。演算法常常含有重復的步驟和一些比較或邏輯判斷。如果一個演算法有缺陷,或不適合於某個問題,執行這個演算法將不會解決這個問題。不同的演算法可能用不同的時間、空間或效率來完成同樣的任務。一個演算法的優劣可以用空間復雜度與時間復雜度來衡量。
演算法的時間復雜度是指演算法需要消耗的時間資源。一般來說,計算機演算法是問題規模n 的函數f(n),演算法執行的時間的增長率與f(n) 的增長率正相關,稱作漸進時間復雜度(Asymptotic Time Complexity)。時間復雜度用「O(數量級)」來表示,稱為「階」。常見的時間復雜度有: O(1)常數階;O(log2n)對數階;O(n)線性階;O(n2)平方階。
演算法的空間復雜度是指演算法需要消耗的空間資源。其計算和表示方法與時間復雜度類似,一般都用復雜度的漸近性來表示。同時間復雜度相比,空間復雜度的分析要簡單得多。
[font class="Apple-style-span" style="font-weight: bold;" id="bks_etfhxykd"]演算法 Algorithm [/font]
演算法是在有限步驟內求解某一問題所使用的一組定義明確的規則。通俗點說,就是計算機解題的過程。在這個過程中,無論是形成解題思路還是編寫程序,都是在實施某種演算法。前者是推理實現的演算法,後者是操作實現的演算法。
一個演算法應該具有以下五個重要的特徵:
1、有窮性: 一個演算法必須保證執行有限步之後結束;
2、確切性: 演算法的每一步驟必須有確切的定義;
3、輸入:一個演算法有0個或多個輸入,以刻畫運算對象的初始情況,所謂0個輸入是指演算法本身定除了初始條件;
4、輸出:一個演算法有一個或多個輸出,以反映對輸入數據加工後的結果。沒有輸出的演算法是毫無意義的;
5、可行性: 演算法原則上能夠精確地運行,而且人們用筆和紙做有限次運算後即可完成。
演算法的設計要求
1)正確性(Correctness)
有4個層次:
A.程序不含語法錯誤;
B.程序對幾組輸入數據能夠得出滿足規格要求的結果;
C.程序對精心選擇的、典型的、苛刻的、帶有刁難性的幾組輸入數據能夠得出滿足規格要求的結果;
D.程序對一切合法的輸入數據都能產生滿足規格要求的結果。
2)可讀性(Readability)
演算法的第一目的是為了閱讀和交流;
可讀性有助於對演算法的理解;
可讀性有助於對演算法的調試和修改。
3)高效率與低存儲量
處理速度快;存儲容量小
時間和空間是矛盾的、實際問題的求解往往是求得時間和空間的統一、折中。
演算法的描述 演算法的描述方式(常用的)
演算法描述 自然語言
流程圖 特定的表示演算法的圖形符號
偽語言 包括程序設計語言的三大基本結構及自然語言的一種語言
類語言 類似高級語言的語言,例如,類PASCAL、類C語言。
演算法的評價 演算法評價的標准:時間復雜度和空間復雜度。
1)時間復雜度 指在計算機上運行該演算法所花費的時間。用「O(數量級)」來表示,稱為「階」。
常見的時間復雜度有: O(1)常數階;O(logn)對數階;O(n)線性階;O(n^2)平方階
2)空間復雜度 指演算法在計算機上運行所佔用的存儲空間。度量同時間復雜度。
時間復雜度舉例
(a) X:=X+1 ; O(1)
(b) FOR I:=1 TO n DO
X:= X+1; O(n)
(c) FOR I:= 1 TO n DO
FOR J:= 1 TO n DO
X:= X+1; O(n^2)
「演算法」一詞最早來自公元 9世紀 波斯數學家比阿勒·霍瓦里松的一本影響深遠的著作《代數對話錄》。20世紀的 英國 數學家 圖靈 提出了著名的圖靈論點,並抽象出了一台機器,這台機器被我們稱之為 圖靈機 。圖靈的思想對演算法的發展起到了重要的作用。
演算法是 計算機 處理信息的本質,因為 計算機程序 本質上是一個演算法,告訴計算機確切的步驟來執行一個指定的任務,如計算職工的薪水或列印學生的成績單。 一般地,當演算法在處理信息時,數據會從輸入設備讀取,寫入輸出設備,可能保存起來以供以後使用。
這是演算法的一個簡單的例子。
我們有一串隨機數列。我們的目的是找到這個數列中最大的數。如果將數列中的每一個數字看成是一顆豆子的大小 可以將下面的演算法形象地稱為「撿豆子」:
首先將第一顆豆子(數列中的第一個數字)放入口袋中。
從第二顆豆子開始檢查,直到最後一顆豆子。如果正在檢查的豆子比口袋中的還大,則將它撿起放入口袋中,同時丟掉原先的豆子。 最後口袋中的豆子就是所有的豆子中最大的一顆。
下面是一個形式演算法,用近似於 編程語言 的 偽代碼 表示
給定:一個數列「list",以及數列的長度"length(list)" largest = list[1] for counter = 2 to length(list): if list[counter] > largest: largest = list[counter] print largest
符號說明:
= 用於表示賦值。即:右邊的值被賦予給左邊的變數。
List[counter] 用於表示數列中的第 counter 項。例如:如果 counter 的值是5,那麼 List[counter] 表示數列中的第5項。
<= 用於表示「小於或等於」。

6. 計算機中,演算法指的是解決某一問題的有限運算序列,它必須具備什麼

計算機中,演算法指的是解決某一問題的有限運算序列,它必須具備確定性、有效性、有窮性、0個或者多個輸入、1個或者多個輸出。

演算法中的指令描述的是一個計算,當其運行時能從一個初始狀態和(可能為空的)初始輸入開始,經過一系列有限而清晰定義的狀態,最終產生輸出並停止於一個終態。一個狀態到另一個狀態的轉移不一定是確定的。隨機化演算法在內的一些演算法,包含了一些隨機輸入。



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演算法的分類

演算法可大致分為基本演算法、數據結構的演算法、數論與代數演算法、計算幾何的演算法、圖論的演算法、動態規劃以及數值分析、加密演算法、排序演算法、檢索演算法、隨機化演算法、並行演算法,厄米變形模型,隨機森林演算法。

1、有限的,確定性演算法 這類演算法在有限的一段時間內終止。他們可能要花很長時間來執行指定的任務,但仍將在一定的時間內終止。這類演算法得出的結果常取決於輸入值。

2、有限的,非確定演算法 這類演算法在有限的時間內終止。然而,對於一個(或一些)給定的數值,演算法的結果並不是唯一的或確定的。

3、無限的演算法,是那些由於沒有定義終止定義條件,或定義的條件無法由輸入的數據滿足而不終止運行的演算法。通常,無限演算法的產生是由於未能確定的定義終止條件。



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