算法与编程有什么关系

算法与编程有什么关系,第1张

算法有有穷性能,程序可以没有,算法是通过编程来体现的

算法是程序设计的一部分,一般都是要先设计算法,再进行编程,调试、运行的

补充:算法(Algorithm)是指解题方案的准确而完整的描述,是一系列解决问题的清晰指令,算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。也就是说,能够对一定规范的输入,在有限时间内获得所要求的输出。如果一个算法有缺陷,或不适合于某个问题,执行这个算法将不会解决这个问题。不同的算法可能用不同的时间、空间或效率来完成同样的任务。一个算法的优劣可以用空间复杂度与时间复杂度来衡量。

算法中的指令描述的是一个计算,当其运行时能从一个初始状态和(可能为空的)初始输入开始,经过一系列有限而清晰定义的状态,最终产生输出并停止于一个终态。一个状态到另一个状态的转移不一定是确定的。随机化算法在内的一些算法,包含了一些随机输入。

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C语言是国际上广泛使用的一种计算机语言,它适合作为系统描述语言,既可以用来编写系统软件,又可以用来编写应用软件。C语言从发布之日起就得到了广泛传播,为大多数程序员所接受,C语言使用率也一直在编程语言排行榜中稳居前三位,因此学习C语言前景也是非常可观的。

一个程序通常包含算法、数据结构、程序设计方法及语言工具和环境4个方面,其中,算法是核心,算法就是解决“做什么”和“如何做”的问题。算法与程序设计以及数据结构密切相关,是解决一个问题的完整的步骤描述,是解决问题的策略、规则、方法,是求解特定问题的一组有限的 *** 作序列。比如建造一栋楼之前,要先在图纸上绘出其构造图,算法就是在编写程序前先整理出基本思路。算法的描述形式有很多种,如传统流程图、结构化流程图及计算机程序语言等。

一个程序应该包括对数据的描述和对数据的 *** 作。其中,对数据的描述是指在程序中要指定数据结构,即数据的类型和数据的组织形式;对数据的 *** 作也就是对数据进行 *** 作的步骤,即算法。 著名的计算机科学家沃思(Nikiklaus Wirth)曾经提出过一个公式: 算法+数据结构=程序 随着时代的发展以及计算机技术的进步,这个公式已经不够准确了。

实际上,一个程序还应该包括采用一种程序设计方法进行程序设计并用计算机语言描述,经常采用的是结构化的程序设计方法。

算法一般可以分为两大类,一类是解决科学与工程计算方面的算法,如求解数值积分、微分方程、线性方程组和代数方程等,这类算法称为数值运算算法;另一类是解决数据处理方面问题的算法,称为非数值运算算法,如各种各样的查找算法、排序算法以及遍历算法等。目前,计算机在非数值运算方面的应用远远超过了在数值运算方面的应用。

算法是为一个问题或一类问题给出的解决方法与具体步骤,是对问题求解过程的一种准确而完整的逻辑描述。程序则是为了用计算机解题或控制某一过程而编排的一系列指令的集合。程序不等于算法。但是,通过程序设计可以在计算机上实现算法。

你可能解答过一个有趣的问题——“人、狼、羊过河”问题。有个人带着三只狼、三只羊,要过河去。有一条小船。船上除了运载一个人外,至多再载狼或羊中的任意两只。但难点是:当人不在场时,如果狼的数量大于等于羊的数量,那么羊会被狼吃掉。为了安全过河,你有什么办法呢?

解决它的算法有多个,其中一个解决方案是这样的:

开始,运一只狼过河,空船回来;

接着,运一只狼和一只羊再过河,到对岸后,再运两只狼回来;

然后,运两只羊过河,空船回来;

最后,分两次将狼全部运过河;

由此,过河问题就得以解决了。

可见,算法是为一个问题或一类问题给出的解决方法与具体步骤,是对问题求解过程的一种准确而完整的逻辑描述。它由有限步骤的 *** 作序列组成,代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。

算法是一组严谨定义运算顺序的规则,每一个规则都是有效的、明确的,此顺序必须在有限的次数下终止。在上面的过河问题中,如果第一步中改为:“运一只狼过河,再运这只狼回来”,那么,说明人没找到好办法,在反复进行无用 *** 作。此类算法,是失败的,永远也实现不了既定目标。

算法描述,一般可以使用汉、英等自然语言,比较通俗易懂。也可以使用流程图、伪代码表格等其他工具。

在古代,算法通常用于数值计算。中国古代的筹算口诀、珠算口诀及其执行规则就是算法的雏形。它所解决的是数值计算问题。现代算法,已超出数值计算范围。

程序则是为了用计算机解题或控制某一过程而编排的一系列指令的集合。这些指令,可以是计算机的机器指令,也可以是汇编语言和高级程序设计语言。

程序不等于算法。但是,通过程序设计可以在计算机上实现算法。在实际应用中,也许只需一条(组)程序设计语句,就可以完成算法的基本要素处理,包括数据对象的运算和 *** 作,以及顺序、选择、循环结构的控制。通过程序模块设计,可以实现算法中的递推、递归、迭代等一系列基本算法,也包括形式演绎、数据结构、数论图论、加密解密、科学决策等复杂算法。

因此,运用计算机解决问题的过程,通常可以分成三个阶段:分析问题、设计算法和编制程序实现算法。由于计算机运算速度快,存储数据量大,大大提高了算法实现效率。

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