健壮的算法

❶ 健壮的算法不会因非法的输入数据而出现莫名其妙的状态。是否正确，为什么

正确啊，可以给出错误提示，但不能崩溃和给出错误答案。常见莫名奇妙问题就是答案错误，内存溢出，数组越界，野指针等等bug。比如做一个4则运算，如果不考虑除数不能为0，那么程序就会崩溃

❷ 一个算法的评价主要从哪些方面来考虑

一个算法的评价主要从以下几个方面来考虑：

1、时间复杂度

算法的时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。一般来说，计算机算法是问题规模n 的函数f(n)，算法的时间复杂度也因此记做。

T(n)=Ο(f(n))

因此，问题的规模n 越大，算法执行的时间的增长率与f(n) 的增长率正相关，称作渐进时间复杂度（Asymptotic Time Complexity）。

2、空间复杂度

算法的空间复杂度是指算法需要消耗的内存空间。其计算和表示方法与时间复杂度类似，一般都用复杂度的渐近性来表示。同时间复杂度相比，空间复杂度的分析要简单得多。

3、正确性

算法的正确性是评价一个算法优劣的最重要的标准。

4、可读性

算法的可读性是指一个算法可供人们阅读的容易程度。

5、健壮性

健壮性是指一个算法对不合理数据输入的反应能力和处理能力，也称为容错性。

(2)健壮的算法扩展阅读：

算法可大致分为基本算法、数据结构的算法、数论与代数算法、计算几何的算法、图论的算法、动态规划以及数值分析、加密算法、排序算法、检索算法、随机化算法、并行算法，厄米变形模型，随机森林算法。

算法可以宏泛的分为三类：

一、有限的，确定性算法 这类算法在有限的一段时间内终止。他们可能要花很长时间来执行指定的任务，但仍将在一定的时间内终止。这类算法得出的结果常取决于输入值。

二、有限的，非确定算法 这类算法在有限的时间内终止。然而，对于一个（或一些）给定的数值，算法的结果并不是唯一的或确定的。

三、无限的算法 是那些由于没有定义终止定义条件，或定义的条件无法由输入的数据满足而不终止运行的算法。通常，无限算法的产生是由于未能确定的定义终止条件。

❸ 如何才能设计出优秀的算法

数据结构中评价一个好的算法，应该从四个方面来考虑，分别是：

一、算法的正确性。

二、算法的易读性。

三、是算法的健壮性。

四、是算法的时空效率（运行）。

算法的设计取决于数据(逻辑)结构，算法的实现取决于所采用的存储结构。数据的存储结构本质上是其逻辑结构在计算机存储器中的实现。为了充分反映数据的逻辑结构，它在内存中的映像包括两个方面，即数据元素之间的信息和数据元素之间的关系。

不同的数据结构有相应的操作。数据操作是定义在数据逻辑结构上的操作算法，如检索、插入、删除、更新和排序。

(3)健壮的算法扩展阅读

该算法的一般性质包括：

1、对于任何符合输入类型的输入数据，都可以根据算法来解决问题，软件包保证了计算结构的正确性。

2、算法中的每一条指令都必须能够被人或机器执行。

3、确定性算法应该在每一步之后都有明确的下一步指示。也就是说，确保每个步骤都有下一步行动的指示，并且不缺乏或只有模糊的下一步行动指示。

4、有限算法的执行必须以有限的步数结束。

❹ 算法的评价指标有哪些

时间复杂度和空间复杂度。

1、时间复杂度

算法的时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量。一般来说，计算机算法是问题规模n 的函数f(n)，算法的时间复杂度也因此记做。

T(n)=Ο(f(n))

因此，问题的规模n 越大，算法执行的时间的增长率与f(n) 的增长率正相关，称作渐进时间复杂度（Asymptotic Time Complexity）。

2、空间复杂度

算法的空间复杂度是指算法需要消耗的内存空间。其计算和表示方法与时间复杂度类似，一般都用复杂度的渐近性来表示。同时间复杂度相比，空间复杂度的分析要简单得多。

空间复杂度记做S(n)=O(f(n))。比如直接插入排序的时间复杂度是O(n^2),空间复杂度是O(1) 。而一般的递归算法就要有O(n)的空间复杂度了，因为每次递归都要存储返回信息。一个算法的优劣主要从算法的执行时间和所需要占用的存储空间两个方面衡量。

(4)健壮的算法扩展阅读：

算法的方法：

1、递推法

递推是序列计算机中的一种常用算法。它是按照一定的规律来计算序列中的每个项，通常是通过计算机前面的一些项来得出序列中的指定项的值。其思想是把一个复杂的庞大的计算过程转化为简单过程的多次重复，该算法利用了计算机速度快和不知疲倦的机器特点。

2、递归法

程序调用自身的编程技巧称为递归（recursion）。一个过程或函数在其定义或说明中有直接或间接调用自身的一种方法，它通常把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解，递归策略只需少量的程序就可描述出解题过程所需要的多次重复计算，大大地减少了程序的代码量。递归的能力在于用有限的语句来定义对象的无限集合。

一般来说，递归需要有边界条件、递归前进段和递归返回段。当边界条件不满足时，递归前进；当边界条件满足时，递归返回。

注意：

(1) 递归就是在过程或函数里调用自身.

(2) 在使用递归策略时，必须有一个明确的递归结束条件，称为递归出口。

❺ 算法及其特性有哪些

1.算法的重要特性（1）有穷性：一个算法必须在执行有穷步骤之后正常结束，而不能形成无穷循环。

（2）确定性：算法中的每一条指令必须有确切的含义，不能产生多义性。

（2）可行性：算法中的每一条指令必须是切实可执行的，即原则上可以通过已经实现的基本运算执行有限次来实现。

（4）输入：一个算法应该有零个或多个输入。

（5）输出：一个算法应该有一个或多个输出，这些输出是同输入有特定关系的量。

2.算法描述的方法（1）框图描述：该方法使用流程图或N－S图来描述算法。

（2）自然语言描述：该方法采用自然语言，同时添加高级程序设计语言如while、for和if等基本控制语句来描述算法。这类描述方法自然、简洁，但缺乏严谨性和结构性。

（2）类语言描述：这是介于程序设计语言和自然语言之间算法描述形式，其特征是突出算法设计的主体部分而有意忽略某些过于严格的语法细节，如类C或C＋＋的伪语言。这种算法不能直接在计算机上运行，但专业设计人员经常使用它来描述算法，它具有容易编写、阅读和格式统一的特点。

（4）程序设计语言描述：采用某种高级程序设计语言（如C或C＋＋）来描述。这是可以在计算机上运行并获得结果的算法描述。

本课程将采用伪C语言进行算法描述。

2.算法与程序的关系算法的含义与程序十分相似，但二者是有区别的。算法和程序都是用来表达解决问题的逻辑步骤；算法是对解决问题方法的具体描述，程序是算法在计算机中的具体实现；一个程序不一定满足有穷性（死循环），而算法一定满足有穷性；程序中的指令必须是机器可执行的，而算法中的指令则无此限制；一个算法若用计算机语言来书写，则它就可以是一个程序。因此，程序是算法，但算法不一定是程序。4.算法设计要求在算法设计中，对同一个问题可以设计出不同的求解算法。如何评价这些算法的优劣，从而为算法设计和选择提供可靠的依据？通常可从以下四个方面评价算法的质量：

（1）正确性：算法应该能够正确地执行预先规定的功能，并达到所期望的性能要求。

（2）可读性：算法应该好读，以有利于读者对程序的理解，便于调试和修改。

（2）健壮性：算法应具有容错处理。当输入非法数据时，算法应对其作出反应，而不是产生莫名其妙的输出结果。

（4）效率与低存储量需求：效率指的是算法执行的时间。对于同一个问题，如果有多种算法可以求解，执行时间短的算法效率高。算法存储量指的是算法执行过程中所需要的最大存储空间。高效率和低存储量这两者与问题的规模有关。

❻ 算法有五个方面的重要特征，包括输入，确定性，输出，能行性还有

算法有五个方面的重要特征包括有穷性、确切性、输入项、输出项、可行性。

1、有穷性（Finiteness）

算法的有穷性是指算法必须能在执行有限个步骤之后终止；

2、确切性（Definiteness）

算法的每一步骤必须有确切的定义；

3、输入项（Input）

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出了初始条件；

4、输出项（Output）

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（Effectiveness）

算法中执行的任何计算步骤都是可以被分解为基本的可执行的操作步骤，即每个计算步骤都可以在有限时间内完成（也称之为有效性）。

(6)健壮的算法扩展阅读

1、迪杰斯特拉算法（又译戴克斯特拉算法）

这种图搜索算法具有多种应用方式，能够将需要解决的问题建模为图，并在其中找到两个节点间的最短路径。

2、RSA 算法

该算法由 RSA 公司的创始人们开发而成，使得密码学成果得以供世界上的每个人随意使用，甚至最终塑造了当今密码学技术的实现方式。

3、安全哈希算法

这实际上并不是真正的算法，而是由 NIST（美国国家标准技术研究所）所开发的一系列加密散列函数。然而，该算法家族对于世界秩序的维持起到了至关重要的作用。

4、比例微积分算法

该算法旨在利用控制回路反馈机制以最大程度控制期望输出信号与实际输出信号间的误差。其适用于一切存在信号处理需求的场景，包括以自动化方式通过电子技术控制的机械、液压或者热力系统。

5、数据压缩算法

很难确定哪种压缩算法的重要性最高，因为根据实际应用需求，大家使用的算法可能包括 zip、mp3 乃至 JPEG 以及 MPEG-2 等等。