淺談數(shù)學(xué)算法對(duì)計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化的作用

王瑞祥　郝雅晴　王磊　周澤鵬　王毅銘　崔煒鑫

摘 要：計(jì)算機(jī)編程的靈活性使其可以實(shí)現(xiàn)多種功能，解決實(shí)際生活中的問(wèn)題。無(wú)論采用何種語(yǔ)言，都需要完成現(xiàn)實(shí)事物向編程語(yǔ)言的轉(zhuǎn)化，并讓程序按照一定的邏輯順序運(yùn)行，從而發(fā)揮預(yù)期的功能。在此過(guò)程中，數(shù)學(xué)算法發(fā)揮著重要作用，可以使編程語(yǔ)言更加精簡(jiǎn)、更加系統(tǒng)化，在運(yùn)行過(guò)程中，也能夠減輕計(jì)算機(jī)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)?；诖?，為了更好地促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的順利發(fā)展，本文主要研究和分析了數(shù)學(xué)算法對(duì)于現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化的相關(guān)作用，進(jìn)一步凸顯了計(jì)算機(jī)編程與優(yōu)化的重要意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)算法 計(jì)算機(jī) 編程與優(yōu)化

近年來(lái)，伴隨著我們國(guó)家信息化水平的持續(xù)提升，我國(guó)的社會(huì)發(fā)展步伐也在日益加大，而計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展已經(jīng)成為了新時(shí)代社會(huì)發(fā)展的重要推動(dòng)力量，起的作用不可小覷。而為了促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展更加完善和具體，則需要對(duì)其進(jìn)行編程優(yōu)化，并且，將數(shù)學(xué)算法應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的編程優(yōu)化之中，不僅僅可以促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展更加完善，同時(shí)，還能帶動(dòng)相關(guān)行業(yè)的工作效率得以有效提升，這對(duì)于社會(huì)的進(jìn)步與長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)說(shuō)十分有利。

一、數(shù)學(xué)算法及計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化的基本情況

其一，數(shù)學(xué)算法角度分析。數(shù)學(xué)算法研究的是數(shù)字規(guī)律，可完成相關(guān)內(nèi)容優(yōu)化工作。一般來(lái)說(shuō)，在數(shù)學(xué)研究和數(shù)學(xué)分析的過(guò)程中，數(shù)學(xué)算法對(duì)于計(jì)算機(jī)編程具有重要意義，因?yàn)樗惴ㄊ瞧渲蟹浅ｊP(guān)鍵且基礎(chǔ)性的構(gòu)成要素，也是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化目的的重要途徑。有利于進(jìn)一步保證計(jì)算機(jī)編程工作的效果更佳，同時(shí)，還能夠保證編程工作的順利進(jìn)行。通過(guò)采用數(shù)學(xué)算法對(duì)計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行優(yōu)化，可以提升程序運(yùn)行效率。 就目前數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程中的應(yīng)用情況來(lái)看，雖然其優(yōu)化效果顯著，但以往數(shù)學(xué)算法并未在計(jì)算機(jī)編程中得到足夠重視。隨著計(jì)算機(jī)編程競(jìng)爭(zhēng)力的提升，數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化作用才開始得到關(guān)注。在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化工作中應(yīng)用數(shù)學(xué)算法，一般是需要建立在具體的數(shù)學(xué)理論和數(shù)學(xué)計(jì)算步驟的前提下，利用這種形式可以節(jié)省計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化的成本，在嚴(yán)格遵守?cái)?shù)學(xué)算法的前提下，促進(jìn)計(jì)算機(jī)編程達(dá)到理想的效果。

具體可采用數(shù)學(xué)算法對(duì)計(jì)算機(jī)編程信息進(jìn)行計(jì)算分析，根據(jù)數(shù)學(xué)規(guī)律，提出假設(shè)、構(gòu)建模型、編程實(shí)現(xiàn)運(yùn)算。也可以利用數(shù)學(xué)算法檢驗(yàn)計(jì)算結(jié)構(gòu)，尋找最優(yōu)化的計(jì)算機(jī)編程方案。特別是數(shù)學(xué)建模思想在計(jì)算機(jī)編程中的應(yīng)用，對(duì)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的發(fā)展也有重要的推動(dòng)作用。因此，目前數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)編程的基本優(yōu)化方法。

其二，計(jì)算機(jī)編程角度分析。隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化工作也隨之得到了較大的改變，計(jì)算機(jī)編程發(fā)展較快，需要進(jìn)一步適應(yīng)新的形勢(shì)以及社會(huì)發(fā)展提出的新需求。而且逐漸呈現(xiàn)出跨學(xué)科發(fā)展的特點(diǎn)。在計(jì)算機(jī)編程研究的過(guò)程中，需要綜合運(yùn)用多個(gè)學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容，在充分考慮程序功能、性能要求的基礎(chǔ)上，盡可能精簡(jiǎn)程序結(jié)構(gòu)，提高其運(yùn)行效率。而且現(xiàn)在大部分計(jì)算機(jī)程序需要在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境運(yùn)行，還需要考慮網(wǎng)絡(luò)等方面的影響因素。從計(jì)算機(jī)編程的應(yīng)用方向來(lái)看，目前在政治、經(jīng)濟(jì)、文化等各個(gè)領(lǐng)域，都離不開計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的支持。特別是在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)編程運(yùn)行效率，直接關(guān)系著工藝控制效果及生產(chǎn)成本。因此，在實(shí)際編程活動(dòng)中越來(lái)越重視對(duì)其功能、性能的優(yōu)化。

在現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化環(huán)節(jié)之中，運(yùn)用數(shù)學(xué)算法可以高效、高質(zhì)地完成計(jì)算機(jī)的編程與優(yōu)化。從計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生到應(yīng)用，再到發(fā)展成熟的幾個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中占據(jù)著十分關(guān)鍵的位置。隨著社會(huì)的向前發(fā)展，還需要進(jìn)一步促進(jìn)其編程與優(yōu)化能力的不斷提升，從而促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展更加長(zhǎng)遠(yuǎn)、高效。在此過(guò)程中，數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程各層次的優(yōu)化中都能夠發(fā)揮出顯著作用。從這一角度來(lái)看，數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化中的應(yīng)用，能夠推動(dòng)計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的發(fā)展，為各行各業(yè)的應(yīng)用提供創(chuàng)新動(dòng)力。

二、計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化過(guò)程中合理應(yīng)用數(shù)學(xué)算法的實(shí)際作用分析

通常意義上，良好的數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用可以在一定意義上促進(jìn)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)實(shí)力的增強(qiáng)，并能夠有效地推進(jìn)計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展更加順利和健康。在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化過(guò)程中合理地應(yīng)用數(shù)學(xué)算法能夠?qū)⑾嚓P(guān)的數(shù)學(xué)算法與編程方式進(jìn)行良好的結(jié)合，從而在已有急速的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化編程步驟，提升技術(shù)質(zhì)量，進(jìn)而為社會(huì)的發(fā)展提供更多的支持。

其一，在C語(yǔ)言以及C++中的合理優(yōu)化。因?yàn)橛?jì)算機(jī)的C語(yǔ)言是最為簡(jiǎn)單和基礎(chǔ)的編程語(yǔ)言，C++也是使用非常廣泛地一種高級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，其應(yīng)用頻率較高，它是一種比較普遍的編程語(yǔ)言，因而在思考數(shù)學(xué)算法對(duì)于編程優(yōu)化的作用時(shí)，不能忽略的便是C語(yǔ)言的合理應(yīng)用問(wèn)題。實(shí)際使用過(guò)程中也需要嚴(yán)格地按照代碼邏輯進(jìn)行使用。C語(yǔ)言所存在的問(wèn)題利用數(shù)學(xué)算法便能夠有效地彌補(bǔ)。在實(shí)際的編程過(guò)程中，C++以而向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言身份出現(xiàn)，以不同形式的封裝處理對(duì)象信息，能夠有效地避免C語(yǔ)言在運(yùn)用過(guò)程中所暴露出來(lái)的弊端。通過(guò)C++的運(yùn)用能夠極大程度地提高編程效率，能夠?qū)^為復(fù)雜、規(guī)模較大的程序進(jìn)行有效地編程。

因?yàn)橛?jì)算機(jī)在使用過(guò)程中不是萬(wàn)能的，它也有一定的局限性，并且，數(shù)學(xué)算法的合理使用可以保證起邏輯代碼更加清晰、更加簡(jiǎn)便，而且可以保證計(jì)算機(jī)編程過(guò)程更加準(zhǔn)確無(wú)誤，能夠有效地提升計(jì)算機(jī)的編程效果。

其二，對(duì)于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)學(xué)算法的性能高低有關(guān)鍵影響作用，合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠讓數(shù)學(xué)算法對(duì)變量進(jìn)行訪問(wèn)，計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度就能大幅度提升，并將變量占用的空間容量縮減。采用聯(lián)合體的方法將一些共享變量進(jìn)行深度的加工處理，讓多個(gè)變量都能在同一段空間之中產(chǎn)生，進(jìn)而將數(shù)學(xué)空間的復(fù)雜性降低，提升數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用效率。因?yàn)閿?shù)據(jù)結(jié)對(duì)于計(jì)算機(jī)的編程優(yōu)化而言，具有十分重要的影響，因此，在考慮應(yīng)用作用時(shí)需要考慮到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用問(wèn)題。在數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用之中，相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠?qū)ψ兞康木唧w位置進(jìn)行調(diào)整，從而使得變量更加符合算法的要求，并能夠保證算法的簡(jiǎn)便性，有效地規(guī)避了因?yàn)閿?shù)學(xué)算法的繁瑣和復(fù)雜而影響了計(jì)算機(jī)的編程效果。

其三，有效地減少數(shù)學(xué)算法在編程過(guò)程中的具體時(shí)間?，F(xiàn)階段，我們國(guó)家的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在不斷發(fā)展，相應(yīng)的計(jì)算機(jī)設(shè)備也在日益更新，其軟件和硬件都在某種程度上得到了優(yōu)化和升級(jí)，諸多的計(jì)算機(jī)設(shè)備都是雙核或者是四核的，其分布系統(tǒng)也是多樣化的，因而當(dāng)前時(shí)期需要進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化工作中能夠進(jìn)一步保證軟件和硬件的升級(jí)更加順利、更加高效。需要注意的是，如今的計(jì)算機(jī)編程應(yīng)用數(shù)學(xué)算法時(shí)往往缺少多核計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)計(jì)算，而且其分布系統(tǒng)也需要進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，不能夠在沿用以往的串行方式，這樣才能夠保證計(jì)算機(jī)編程過(guò)程更加簡(jiǎn)單、易操作。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)上述文章內(nèi)容的合理闡述和認(rèn)真分析，本文著重圍繞著計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化過(guò)程中的數(shù)學(xué)算法的影響這一問(wèn)題進(jìn)行了思考，數(shù)學(xué)算法與計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，利用數(shù)學(xué)算法對(duì)計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行優(yōu)化，是提升計(jì)算機(jī)編程及程序運(yùn)行效率的有效途徑。進(jìn)一步突出了數(shù)學(xué)算法的精確應(yīng)用對(duì)于計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化而言所具有的重要影響?，F(xiàn)階段，通過(guò)合理的編程優(yōu)化來(lái)提升計(jì)算機(jī)的整體運(yùn)行能力，從而提升相關(guān)行業(yè)的工作效率，在計(jì)算機(jī)編程技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，應(yīng)充分關(guān)注數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用，在深刻認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)算法的作用價(jià)值的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)學(xué)算法的靈活運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 高祎.數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化中的應(yīng)用分析[J].科技風(fēng)

[2] 周曉青.數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程中的優(yōu)化作用[J].電子技術(shù)與軟件工程

[3] 羅熊，孫增圻.計(jì)算智能方法優(yōu)化設(shè)計(jì)模糊控制系統(tǒng)：現(xiàn)狀與展望[J].控制與決策