計(jì)算機(jī)編程中數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化策略

數(shù)學(xué)算法作為一種重要的數(shù)學(xué)思想，數(shù)學(xué)算法要求計(jì)算的統(tǒng)一化，對于各項(xiàng)問題的研究和分析，是通過一種歸納總結(jié)的方式來實(shí)現(xiàn)最終結(jié)果的獲取。隨著當(dāng)今社會計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展和大范圍普及，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠?，基于此類情況，想要提升計(jì)算機(jī)軟件的使用效率，就必須從根本核心出發(fā)提升計(jì)算機(jī)編程的質(zhì)量問題。本文通過對計(jì)算機(jī)編程中數(shù)學(xué)算法的研究以及發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行詳細(xì)闡述，立意于不同角度研究計(jì)算機(jī)編程中數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化性，希望總結(jié)出相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法優(yōu)化策略，以便實(shí)行計(jì)算機(jī)編程的進(jìn)一步發(fā)展優(yōu)化，從而使計(jì)算機(jī)編程的辦公效率提升。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)編程 數(shù)學(xué)算法 優(yōu)化策略

作為計(jì)算機(jī)編程中最基礎(chǔ)的學(xué)科之一數(shù)學(xué)算法。只有對數(shù)學(xué)算法進(jìn)行優(yōu)化過后才能推進(jìn)計(jì)算機(jī)編程的發(fā)展使其更具有科學(xué)性和高效性。計(jì)算機(jī)編程人員應(yīng)當(dāng)對數(shù)學(xué)算法進(jìn)行一系列的優(yōu)化和深入分析，之后才能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程的深刻探討性質(zhì)。目前相關(guān)科研人員必須要掌握數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化方向和作用，才能更好的把控國內(nèi)當(dāng)前的計(jì)算機(jī)研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向，以此實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程的創(chuàng)新目標(biāo)。

1 計(jì)算機(jī)編程目前在國內(nèi)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方趨勢

當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)編程在各大學(xué)科中的廣泛應(yīng)用，其中數(shù)學(xué)學(xué)科是對其應(yīng)用最多的學(xué)科。在我國科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的過程中，計(jì)算機(jī)編程類技術(shù)也發(fā)生著巨大變化。其中數(shù)學(xué)算法成為了相關(guān)研究人員的重點(diǎn)探討項(xiàng)目。計(jì)算機(jī)編程里面包含了理念、設(shè)計(jì)以及算法等各個模塊，它們之間不是孤立存在的，相反具有一定的統(tǒng)一性。因此，計(jì)算機(jī)技術(shù)的各方面發(fā)展的十分迅猛。然而當(dāng)前形勢下，計(jì)算機(jī)編程的體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建卻沒有過多的發(fā)展與變革。因此相關(guān)學(xué)者更加重視數(shù)學(xué)算法優(yōu)化對計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化發(fā)展所帶來的效益。曾有美國計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的專家說過，計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)其實(shí)就是算法的數(shù)學(xué)。目前計(jì)算機(jī)的科學(xué)理論可概括為以下幾部分：算法與設(shè)計(jì)理論、可計(jì)算性理論以及網(wǎng)絡(luò)理論等。其實(shí)這些理論之間的關(guān)系是互通的，并且基于它們的互通性為前提不斷有新的課題被研究出來。即便計(jì)算機(jī)軟件與硬件的發(fā)展比較迅速，但卻一直未超出普通的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)?？偨Y(jié)來說，就是我們通過計(jì)算機(jī)解決現(xiàn)實(shí)問題時采取的都是類似的方法。

2 數(shù)學(xué)算法的研究目的

2.1 數(shù)學(xué)算法概述

數(shù)學(xué)算法是歸納法的一種表現(xiàn)形式，合理的對其加以運(yùn)用可以簡單化處理復(fù)雜的問題。一定程度上起到了減輕群眾工作壓力，提高工作效率的作用。數(shù)學(xué)算法對工作量的計(jì)算主要是通過一定規(guī)則和計(jì)算步驟來進(jìn)行的，如此既能實(shí)現(xiàn)工作量的計(jì)算，又可以縮短工作量的時間通過一些可行方法，以達(dá)到工作量減輕的目的。目前，計(jì)算機(jī)編程中C語言的發(fā)展受數(shù)學(xué)算法影響比較明顯，此外，數(shù)學(xué)算法也可以實(shí)現(xiàn)不同語言間的轉(zhuǎn)化。在計(jì)算機(jī)編程中，數(shù)學(xué)算法在C語言和C++等方面都扮演著重要的角色，并對它們的編程起到優(yōu)化作用，使編程的方式更加有效。此外，數(shù)學(xué)算法中的建模思想也提高了計(jì)算機(jī)編程的高效性?；跀?shù)學(xué)算法的這些功能和實(shí)用性，計(jì)算機(jī)編程中更多的采用數(shù)學(xué)算法來進(jìn)行計(jì)算，使其成為了最基礎(chǔ)的學(xué)科之一。

2.2 研究數(shù)學(xué)算法的目的

在通常情況下，數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用以一個數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建為基礎(chǔ)進(jìn)行解決方法的設(shè)計(jì)，然后再進(jìn)行解答和調(diào)試。這是一個數(shù)學(xué)問題與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合并解決問題的過程，同時體現(xiàn)了數(shù)學(xué)算法和計(jì)算機(jī)編程之間的互通互動性。計(jì)算機(jī)編程中，數(shù)學(xué)模型建立的原因主要是數(shù)學(xué)理念的使用以實(shí)現(xiàn)問題的解答，將復(fù)雜的問題進(jìn)行簡單化處理。而運(yùn)用數(shù)學(xué)算法于計(jì)算機(jī)編程中的重要目的也是為了簡單化問題的抽象性，使其能夠轉(zhuǎn)化為合理的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)問題的解決效率提升。效率的提升主要體現(xiàn)在時間與空間上，當(dāng)處于數(shù)學(xué)算法的選擇情況下，時間和空間的復(fù)雜程度都相對較低的算法是首要之選。因此，計(jì)算機(jī)編程中數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用也要對計(jì)算機(jī)運(yùn)行的效率進(jìn)行適當(dāng)考慮。

2.3 數(shù)學(xué)算法對優(yōu)化計(jì)算機(jī)編程的意義

面對實(shí)際問題時的計(jì)算機(jī)編程，會利用數(shù)學(xué)的理念來進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的創(chuàng)建，從而使問題得到更實(shí)際的解決。計(jì)算機(jī)在解決實(shí)際問題時數(shù)學(xué)模型的建立可以將復(fù)雜的問題簡單化、抽象的問題形象化。實(shí)際問題會被數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為相較合適的數(shù)學(xué)算法，進(jìn)一步研討實(shí)際問題中的本質(zhì)含義及對實(shí)際問題的內(nèi)部規(guī)律進(jìn)行研究，從而找到一個適當(dāng)?shù)臄?shù)量關(guān)系來對具體問題進(jìn)行分析和研究以便實(shí)際問題的更好解決。在優(yōu)化計(jì)算機(jī)編程時應(yīng)該以數(shù)學(xué)模型創(chuàng)建的理論知識為基礎(chǔ)。在數(shù)學(xué)理論知識方面，數(shù)學(xué)算法可以對更多的問題進(jìn)行總結(jié)歸納，然后再總結(jié)歸納的基礎(chǔ)上對問題進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)算。數(shù)學(xué)模型的建立不僅溝通了數(shù)學(xué)算法與計(jì)算機(jī)編程之間的關(guān)系，同時數(shù)學(xué)算法的高效性與否也決定著計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化程度的高低狀態(tài)。

計(jì)算機(jī)編程在群眾日常生活中起到提高效率的作用，隨著數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化和改進(jìn)，計(jì)算機(jī)編程也取得了質(zhì)的提升。伴隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展推進(jìn)，計(jì)算機(jī)編程對現(xiàn)實(shí)問題的解決也可以輕松應(yīng)對，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)辦公能力的增強(qiáng)和家庭信息化水平的提高。計(jì)算機(jī)編程的持續(xù)優(yōu)化是順應(yīng)計(jì)算機(jī)微型化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化等發(fā)展趨向，是社會效益與經(jīng)濟(jì)效益提高的需要。

3 數(shù)學(xué)算法的策略優(yōu)化分析

3.1 數(shù)學(xué)算法優(yōu)化策略分析的目的

在實(shí)際問題的處理過程中，計(jì)算機(jī)軟件編程技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，通過依次構(gòu)建數(shù)學(xué)問題的設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型算法、抽象化數(shù)學(xué)模型、編寫處理問題的程序以及最終測試這幾大塊的工作，并依照測試結(jié)果來調(diào)整和改進(jìn)編程軟件，實(shí)現(xiàn)解答方案的優(yōu)化。做完上述工作之后，便可將優(yōu)化過后的計(jì)算機(jī)編程系統(tǒng)運(yùn)用到各種實(shí)踐活動中，完成一些問題的高效處理和解決，以促進(jìn)各項(xiàng)計(jì)算機(jī)內(nèi)部工作的運(yùn)行。

先進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建是重要前提對于計(jì)算機(jī)編程的設(shè)計(jì)來說，實(shí)際上是指利用數(shù)學(xué)理論技術(shù)和相應(yīng)的知識來完成相應(yīng)計(jì)算模型的構(gòu)建，并在問題的分析和處理的過程中對其加以運(yùn)用。處理一些復(fù)雜度高、解決困難的計(jì)算機(jī)編程問題，將其轉(zhuǎn)化為單一性質(zhì)且便于運(yùn)算的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，這個過程就是構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的流程，數(shù)學(xué)算法在其中屬于抽象性、計(jì)算難度低的類別。在計(jì)算機(jī)編程中采用數(shù)學(xué)算法優(yōu)化的目的就是要增強(qiáng)數(shù)學(xué)理論知識的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)計(jì)算模型的構(gòu)建，尋求到問題正確有效的解決方法。在計(jì)算機(jī)編程的優(yōu)化分析方面，融入使用數(shù)學(xué)算法的意義重大，對于各方面資料信息可以更好的進(jìn)行收集，對對象的特點(diǎn)可以更深入的探索和研究，搜尋并掌握其中蘊(yùn)藏的規(guī)律性，是問題的關(guān)鍵所在，使其得到明確處理。針對一些重點(diǎn)問題進(jìn)行問題本質(zhì)數(shù)量關(guān)系的分析，有效率的解決問題。

3.2 數(shù)學(xué)算法優(yōu)化策略分析的意義

在計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)飛速發(fā)展的時代下，有一種更加操作方便和運(yùn)行順暢的菜單來進(jìn)行一些繁瑣復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算的運(yùn)行，明顯提升了處理的效率和質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上計(jì)算機(jī)編程得到形成與發(fā)展，在進(jìn)行編程設(shè)計(jì)的過程要求中，語言編程代碼設(shè)計(jì)時，使此程序的優(yōu)勢和特點(diǎn)得到顯著發(fā)揮，在計(jì)算機(jī)運(yùn)行的過程中高效的分析和解決問題。在數(shù)學(xué)算法優(yōu)化對計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化影響的基礎(chǔ)上，對待軟件的開發(fā)過程，應(yīng)該立足于整體對問題進(jìn)行詳細(xì)透徹的研究，完成相關(guān)模型的構(gòu)建，針對性的設(shè)計(jì)算法，保障問題與算法的適應(yīng)關(guān)系，完成編程的運(yùn)行操作任務(wù)。計(jì)算機(jī)軟件編程的重點(diǎn)在于模型構(gòu)建的高效性，而計(jì)算機(jī)編程的實(shí)際運(yùn)用應(yīng)該整合數(shù)學(xué)理論知識和方法于一體，這個融合的過程即是數(shù)學(xué)建模的意義所在。

計(jì)算機(jī)編程的優(yōu)化基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)模型，要想完成編程優(yōu)化的目標(biāo)，正確、有效的數(shù)學(xué)算法必不可少。因?yàn)橛?jì)算機(jī)、編輯程序的運(yùn)行和編譯各有其差異性存在，所以編程優(yōu)化的最重效率和實(shí)用性的發(fā)揮相差也較大，所以在評判和考量程序效率的過程中，應(yīng)該保障實(shí)踐運(yùn)用的合理性。在分析過程中要對其他對計(jì)算機(jī)編程會產(chǎn)生影響的因素進(jìn)行考慮，比如硬件、軟件因素等，數(shù)學(xué)算法就是其中的決定性因素，算法的優(yōu)化結(jié)果會直接對程序的工作量產(chǎn)生影響。這同時表明了，計(jì)算機(jī)編程中的關(guān)鍵要素和重中之重就是數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化分析，其策略的研究有其必然性，只有數(shù)學(xué)算法的策略優(yōu)化研究力度提高，短程序的執(zhí)行及運(yùn)行效率才能得到增強(qiáng)。

4 數(shù)學(xué)算法對計(jì)算機(jī)編程的優(yōu)化作用

4.1 數(shù)學(xué)算法對計(jì)算機(jī)中C語言編程的優(yōu)化作用

計(jì)算機(jī)高級語言中C語言是最基礎(chǔ)的，但是其應(yīng)用卻十分廣泛，也是眾多高級語言基本擴(kuò)展的基礎(chǔ)。在進(jìn)行C語言的編程時，最大且遭遇最多的問題就是編譯的重復(fù)性問題。C語言是重視過程的程序語言，所以在編程的過程里，代碼的邏輯運(yùn)行過程是重點(diǎn)。因此，C語言受到自身語言的約束與局限在程序語言的優(yōu)勢方面。那么在編程的實(shí)際運(yùn)算過程中，怎樣的算法可以得到進(jìn)一步的優(yōu)化，這個問題值得我們研究。

數(shù)學(xué)算法優(yōu)化應(yīng)用的最大的優(yōu)勢在于能夠進(jìn)行代碼的精簡，通過對數(shù)學(xué)算法思想的過程應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)代碼程序的簡化，從而起到面向過程中提升效率的作用。在算法編程進(jìn)行之前，一般要先進(jìn)行邏輯分析，也就是通過分析程序流程圖來設(shè)計(jì)程序邏輯。數(shù)學(xué)算法通過自身抽象化功能對編程語言的流程進(jìn)行簡化以實(shí)現(xiàn)對C語言的編程，從而解決了面向過程中重復(fù)編譯的語言問題和繁瑣時間問題。

4.2 數(shù)學(xué)算法對面向?qū)ο笳Z言的優(yōu)化作用

C++是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的語言，同時也是一種編程語言，相對于C語言來說。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言是一種語言形式通過對象封裝來表現(xiàn)，他的出現(xiàn)改變了C語言面向過程中的語言設(shè)計(jì)缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了編程的高效化。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言是一種類概念的運(yùn)用，同時繼承了封裝處理模式，以此提高了編程的效率化目標(biāo)。但封裝以及類的繼承同樣需要數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化特性，可以使其效率發(fā)展更進(jìn)一步。

在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的過程中，需要定義類，各種不同類之間的封裝、嵌套和繼承。如果要對一個龐大的程序進(jìn)行處理并繼承，工作量是十分巨大的。所以，數(shù)學(xué)算法中，有一種高效的數(shù)學(xué)思想，也就是建模，統(tǒng)一的數(shù)學(xué)計(jì)算可以通過模型建造的方式來計(jì)算，從而使問題得到有效解決。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中就可以充分地對建模思想進(jìn)行使用。建模思想的出現(xiàn)與樹立能夠一定程度上加強(qiáng)面向程序設(shè)計(jì)語言的優(yōu)勢性和實(shí)效性。建模是將不同的類進(jìn)行模型分類的統(tǒng)一處理，在各種不同模型間，運(yùn)用邏輯繼承的方法進(jìn)行不同的程序設(shè)計(jì)。

5 結(jié)語

綜上所述，數(shù)學(xué)算法對于一些數(shù)學(xué)問題的進(jìn)一步解決具有其重要作用，可以簡化一些復(fù)雜繁瑣的數(shù)學(xué)問題。在一定程度上使群眾的工作負(fù)擔(dān)得到減輕并提高了他們的工作效率。同樣的，在計(jì)算機(jī)編程中，數(shù)學(xué)算法也具有其存在的重要意義。數(shù)學(xué)算法是計(jì)算機(jī)編程的基礎(chǔ)，對其的優(yōu)化措施及策略研究有助于計(jì)算機(jī)編程研究的深入推進(jìn)。在此情況下數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化效果會更明顯，計(jì)算機(jī)編程的工作效率也會更加高效化。

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作者簡介

朱玉飛（1995-），男，山東省淄博市人。大學(xué)本科在讀。研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)編程。

作者單位

天津師范大學(xué) 天津市 300000