算法太重要了

“人工智能”，“機器學習”，“大數據”，這些越來越常聽到的字眼，背后其實都是一個個“算法”。

諸多高新科技，似乎都離不開“算法”的“加持”。

科學家 / 工程師 / 技術人員，現在如果不懂點算法，都不太好意思了。

算法其實很容易

聽著這么高大上的“算法”其實一點也不難學！

為啥講算法的書卻很難看懂？

就是講得太復雜了么，不同編程語言還都不一樣。

什么是“算法”

算法，一看字面就知道，肯定是“計算方法”的簡稱啦，特指“計算機的計算方法”，所以，算法是由電腦程序來實現的。

算法，英文叫Algorithm，就是為了讓電腦解決一個問題而設計出來的一套計算方法，這套計算方法的設計是依靠“數學模型”的建立。

也就是說，程序員在設計算法之前，會將實際問題理解分析，歸納為一個“具體的數學問題”。

算法是解決問題的計算方法

算法有這么幾個特征

1?確定

算法的每一個步驟都有“明確的意義”，對于算法結果的預期也是明確的。

2?有窮

算法不能一直算，停不下來是不行的；要有一個明確的結束條件，要不然算到“天荒地老”還有什么意義呢？

3?可行

有個笑話說一個人面試會計師，算數特別快瞬間出結果，但是就是算得不對。

4?輸入輸出

算法就是用來解決問題的，問題的來源就是輸入，問題的結果就是輸出。

再復雜的算法也是由一個個小算法組合成的

怎么設計一個算法程序呢

算法有三個要素——

數學模型，輸入輸出方法，算法步驟。

所以說，怎么設計一個算法呢？

首先，先對要解決的問題建立一個數學模型，把原問題化為數學問題；

然后，將問題的“已知條件”化為“數據”輸入到數學模型中；

再然后，通過對輸入一步一步的轉化/處理/計算，得到結果；

最后，把結果按照希望的形式，輸出出來。

舉個例子吧

比如我們要解決一個問題——班級里有30個同學，我們現在知道他們的姓名和考試分數，比如小紅90分，小剛97分，小明60分等等，求班級里面哪位同學成績最好？

誰的成績最好呢？

那么我們按照上面的步驟來設計一個小算法吧。

1?把原問題轉化為數學問題

求30個成績值中的最大值及對應的姓名；

2?已知條件化為輸入數據

依次輸入30個名字和30個成績值；（其中名字的數據類型為字符串，成績值的數據類型為整數型，關于數據類型我們將在后面詳細講解）

3?分步計算

這是一個典型的求最大值的問題，方法很多，這里舉一種方法：

3-1 取出第1個同學和第2個同學的姓名和成績，比較大小，將那個較大的成績值儲存在一個位置，這個位置我們給他起個名字，就叫<當前最大成績值>吧，再把這個較好的成績對應的同學姓名存到另一個位置，就叫<當前最好成績的同學姓名>；

3-2 這樣，第1個同學和第2個同學成績比較完成，得到了這2名同學中的成績最好的同學，信息儲存在：<當前最大成績值>和<當前最好成績的同學姓名>中；

3-3?下面就是重復性的工作了，把得到的<當前最大成績值>和<當前最好成績的同學姓名>與第3位同學進行比較，仍然是把較大的成績值儲存在<當前最大成績值>里，把這個較好的成績對應的同學姓名存到<當前最好成績的同學姓名>里；

3-4 這個過程一直進行，直到把30個同學的信息都比較完，這時<當前最大成績值>里存的值就是最好的成績，<當前最好成績的同學姓名>里存的值就是這位最厲害的同學的姓名。

4?輸出

按照你想要的格式，將上面兩個儲存的值顯示出來，就完成了！

借上面的例子有幾點要說明一下

1?解決同一個問題，可能有各種各樣的算法。不同的算法，可能執(zhí)行速度不同，可能編寫難易度不同，可能占用的資源不同，甚至可能計算準確度都不同；很多時候并沒有最好的算法，只有在特定條件下最適合的算法。

2?每一個算法都有適用的條件，條件變了，算法可能就用好用了。比如上面例子，如果這個班級中有2個同學的成績剛好一樣，那么按理說就應該輸出兩個姓名和成績，上面的算法就需要改進一下了。

算法 —— 一個強邏輯體

3?能把問題具體化為一個或幾個數學問題，問題就解決了一半。就如同學習和工作中一樣，所謂解決問題的能力，有一半是分析問題的能力，能夠將大問題分解成小問題，將抽象問題等價為具體問題。

作者|科技千里眼

來源|https://www.toutiao.com/a6616930406409175556/

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