算法的本質(zhì)是什么？程序員如何學(xué)好算法？

時(shí)間：2021-11-01 13:35:47

關(guān)鍵字：程序員

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[導(dǎo)讀]這幾年來，小灰一直在用漫畫的形式分享算法知識(shí)，每一次所分享的，都是一個(gè)具體的算法知識(shí)點(diǎn)。今天，讓我從宏觀的角度來講一講，算法到底是什么？如何來學(xué)好算法。1.算法是什么所謂算法，指的是解決實(shí)際問題的一系列方法。很多人以為，算法是一個(gè)新詞匯，只和計(jì)算機(jī)有關(guān)系。其實(shí)，算法的歷史非常悠久...

這幾年來，小灰一直在用漫畫的形式分享算法知識(shí)，每一次所分享的，都是一個(gè)具體的算法知識(shí)點(diǎn)。

今天，讓我從宏觀的角度來講一講，算法到底是什么？如何來學(xué)好算法。

1. 算法是什么

所謂算法，指的是解決實(shí)際問題的一系列方法。

很多人以為，算法是一個(gè)新詞匯，只和計(jì)算機(jī)有關(guān)系。

其實(shí)，算法的歷史非常悠久，跟人類的生產(chǎn)生活有著密切的關(guān)系。

比如，在公元前500多年，古希臘數(shù)學(xué)家泰勒斯，利用一根木棍測量出了埃及胡夫金字塔的高度。

南北朝時(shí)期，中國數(shù)學(xué)家祖沖之利用割圓術(shù)近似求解圓周率。

他們所使用的方法，都可以稱為算法。

不太了解這兩個(gè)故事的小伙伴，可以去溫習(xí)一下中小學(xué)課本。

說完了古代的事情，我們?cè)賮碚f一說計(jì)算機(jī)當(dāng)中的算法。

計(jì)算機(jī)當(dāng)中的算法，本質(zhì)就是一系列程序指令，用以解決特定的運(yùn)算和邏輯問題。

2. 基礎(chǔ)算法和專業(yè)領(lǐng)域算法

按照專業(yè)程度來劃分，算法可以分為基礎(chǔ)算法和專業(yè)領(lǐng)域算法。

所謂專業(yè)領(lǐng)域算法，也就是服務(wù)于特定領(lǐng)域的算法。

比如在2016年，谷歌的AlphaGO戰(zhàn)勝人類圍棋冠軍，背后是人工智能算法。

我們刷抖音、快手的時(shí)候，刷到各種你感興趣的短視頻，背后是推薦算法。

在一些游戲當(dāng)中，我們能看到的非?？犰诺?D效果，背后是3D圖形渲染算法。

上面說的這些都屬于專業(yè)領(lǐng)域算法，由相應(yīng)的算法工程師來研究和開發(fā)。

如果大家對(duì)某個(gè)特定領(lǐng)域的算法有興趣，可以專門去學(xué)習(xí)，但正所謂術(shù)業(yè)有專攻，這樣的算法并不需要每一個(gè)程序員都去掌握。

而所謂的基礎(chǔ)算法，則是所有的程序員都應(yīng)該掌握的關(guān)鍵知識(shí)。大學(xué)里計(jì)算機(jī)專業(yè)所學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法這門課，講授的就是基礎(chǔ)算法。

3. 基礎(chǔ)算法解決的問題

基礎(chǔ)算法，可以解決哪些問題呢？

首先，是解決運(yùn)算問題。

有人說了，運(yùn)算不就是算算數(shù)嗎？這還不簡單？

其實(shí)還真不簡單。例如求出兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)，要做到效率的極致，確實(shí)需要好好想一想。

再比如計(jì)算兩個(gè)大整數(shù)的和，按照正常方式計(jì)算，肯定會(huì)導(dǎo)致溢出。這又該如何求解呢？

其次，還可以解決查找問題。

在一組有序的整數(shù)數(shù)列當(dāng)中，我們想要最快的查找到某個(gè)整數(shù)是否存在；或者在一篇文章當(dāng)中，想要快速檢索到某個(gè)關(guān)鍵詞，我們都需要高效的查找算法。

同時(shí)，算法也可以解決排序問題。

在很多情況下，我們需要把一些無序的元素按照順序進(jìn)行排列。

比如瀏覽電商網(wǎng)站的時(shí)候，我們希望按照商品價(jià)格從低到高來排序。瀏覽學(xué)生成績單的時(shí)候，我們希望按照學(xué)生成績從高到低排序。

這就要用到各種各樣的排序算法。

最后，算法也可以幫助尋找最優(yōu)決策。

當(dāng)我們面對(duì)復(fù)雜的問題時(shí)候，需要一步一步做出選擇，從而達(dá)到一個(gè)整體最優(yōu)的結(jié)果。

這時(shí)候，某些算法可以幫助我們做出正確的決策，比如貪心算法、比如動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法等等。

4. 學(xué)習(xí)算法有什么用

可能有人說了，我只要安心寫好項(xiàng)目代碼不就完了嗎？我干嘛非要學(xué)習(xí)這些個(gè)算法呢？

如果你能夠滿足于在一家小公司，踏踏實(shí)實(shí)地做一個(gè)增刪改查程序員，每個(gè)月拿個(gè)一兩萬工資的話，那沒問題。

但如果你想要進(jìn)入大廠，想要成為一個(gè)真正優(yōu)秀程序員，你還是需要學(xué)好算法的。

為什么呢？

首先，懂算法的程序員能寫出更高效的代碼。

雖然我們?cè)趯?shí)際工作當(dāng)中，大多數(shù)時(shí)候不需要去直接實(shí)現(xiàn)某個(gè)算法，但是我們需要知道自己正在使用的類庫、接口的底層算法是什么樣的，采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是什么樣的，從而在合適的場景下使用合適的工具。

其次，大廠面試過程中，往往會(huì)考察算法。衡量一個(gè)程序員是否優(yōu)秀，不是看他有沒有碩士博士學(xué)歷，也不是看他熟悉多少種框架，而是看他的“內(nèi)功”是否精神。而我們程序員的內(nèi)功，就是算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)用能力。

5. 如何更好地學(xué)習(xí)算法

那么，我們?cè)趺磥硖嵘约旱乃惴芰δ兀?/span>

我認(rèn)為，要提升算法能力，我們需要從基礎(chǔ)和實(shí)戰(zhàn)兩個(gè)方向分別提升。

怎么學(xué)習(xí)算法基礎(chǔ)知識(shí)呢？

我們可以通過看書，看網(wǎng)上的視頻課程，來了解常用的各種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)原理。

入門級(jí)別的書，比較推薦程杰老師的《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，以及我自己出版的《漫畫算法》系列。進(jìn)階級(jí)別的書，推薦看看《算法4》、《算法導(dǎo)論》。

課程的話，推薦極客時(shí)間王爭老師的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法之美》，講的非常全面。

怎么提升實(shí)戰(zhàn)能力呢？

首先，在一些相關(guān)圖書當(dāng)中，會(huì)講解常見的算法面試題，這里推薦《劍指offer》這本書，里面包含不少面試?？嫉念}目。

其次，大家可以上LeetCode這個(gè)網(wǎng)站，有大量的算法題目可以去刷。LeetCode網(wǎng)站的題目按照難度分成了三個(gè)級(jí)別，easy、Middle和Hard。大家可以從Easy題目開始嘗試，后面再逐漸刷更難的題目。

再有一個(gè)提升方法，就是找時(shí)間多去其他公司面試，在面試中，非常能夠鍛煉一個(gè)人的臨場發(fā)揮能力。不過，如果大家是在職狀態(tài)的話，不一定不要請(qǐng)假過于頻繁，不然你連現(xiàn)在的工作都保不住了。

好了，關(guān)于算法的基本概念，以及提升算法的途徑，小灰就給大家介紹到這里。如果覺得這篇文章對(duì)你有幫助，記得點(diǎn)個(gè)贊點(diǎn)個(gè)在看哦~~