淺談計算機算法與應(yīng)用

冉伏軍

摘 要：隨著計算機在日常生活程度中的普及度越來越高，計算機程序的應(yīng)用也變得更加廣泛，而一個程序中最為重要的部分就是算法的設(shè)計與應(yīng)用。在本文中，將根據(jù)計算機算法作為問題解決過程中作為求解步驟的特點，對其設(shè)計、效率與結(jié)構(gòu)展開分析，從而使計算機算法的應(yīng)用符合其對應(yīng)程序的具體要求。

關(guān)鍵詞：計算機算法;算法設(shè)計;應(yīng)用分析

引 言

作為計算機設(shè)計過程中的重要內(nèi)容，程序的構(gòu)成主要是以對應(yīng)的算法與數(shù)據(jù)所構(gòu)成的。為此，就要在設(shè)計的過程中，根據(jù)程序的根本問題以及所在，實現(xiàn)對計算機算法的正確應(yīng)用，以此來使相應(yīng)程序的整體完整性得到進一步提升，并實現(xiàn)自身應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬。

一、計算機算法的求解

對于計算機算法來說，其自身作為一個指令的有限集合，能夠?qū)σ粋€與多個操作進行表述，并實現(xiàn)對系列問題的解決。而作為此過程中的求解步驟，需要在運用計算機算法的過程中，對其有窮性、確定性、可行性、輸入、輸出等內(nèi)容進行明確，并在執(zhí)行相應(yīng)的步驟后，令其與對應(yīng)的求解步驟也、能夠在一個有窮的時間內(nèi)完成相應(yīng)的運算。而在此過程中，其內(nèi)部的每一條語句也都能夠表明不同的含義，而這些含義也可以讓計算機與程序代碼的編寫人員進行明確，確保其在實際應(yīng)用的過程中計算機算法是能夠進行正常運行的[1]。

二、計算機算法的設(shè)計

在進行程序編寫時，計算機算法應(yīng)當根據(jù)正確性、可讀性、健壯性、效率與低儲存量需求等設(shè)計要點，進行計算機算法的設(shè)計。為此，就要在進行算法的編寫過程中，考慮算法的邏輯性與語法正確性的同時，對其可讀性進行提升，從而使算法能夠使人與計算機進行交流的同時，使相應(yīng)的人員也可以正確的對算法進行閱讀、理解與交流。在進行計算機算法的編寫時，也要將用戶錯誤輸入的情況考慮在內(nèi)，確保算法自身的應(yīng)變能力。例如，實際生活的過程中，在登錄一些軟件或是網(wǎng)頁時，往往需要在窗口界面進行用戶名以及密碼的輸入，如果由于在輸入的過程中，沒有正確的進行密碼的輸入，就會彈出一個相應(yīng)的對話框進行提示，而這便是算法在設(shè)計與應(yīng)用過程中應(yīng)變能力的一種體現(xiàn)。同時，如果想要使一個使用程序能夠在市場發(fā)展的過程中，更具有競爭力，就要在進行算法設(shè)計的過程中，確保其效率最大化與內(nèi)存空間的最小化，從而提升程序的運行速度，并確保其運行效果。

三、計算機算法的效率

在進行對計算機算法的效率進行研究時，可以采取事后統(tǒng)計法與事前分析法兩種方法，來進行分析。事后統(tǒng)計法在使用的過程中，需要根據(jù)時間的精確程度，結(jié)合對運行時間的比對，對算法的優(yōu)劣性進行比較。然而在書籍運行的過程中，事后統(tǒng)計在使用時具有一個明顯的缺陷，就是計算機本身在運行的過程中，便會由于計算機CPU溫度等問題影響計算機算法的運行速度。而在運用事前分析估計的方法進行算法效率的度量時，使需要根據(jù)當前算法處理問題的規(guī)模來進行確認[2]。例如，在進行1000個數(shù)的求和時，應(yīng)根據(jù)處理問題過程中所使用的具體語言來進行相關(guān)內(nèi)容的度量。比如，在此過程中使用的語言為計算機Java語言，那么其效率便可以得到保證，而且算法自身復(fù)雜程度，也往往會影響到算法在運行過程中的效率。而程序內(nèi)部的循環(huán)越多，那么其在進行計算時的時間復(fù)雜度也就越高，運行效率也會隨之降低。

四、計算機算法的結(jié)構(gòu)

在研究算法的過程中，首先應(yīng)當對算法自身的結(jié)構(gòu)具有一定的了解。通常在分析算法結(jié)構(gòu)時，需要根據(jù)算法的執(zhí)行情況對算法的結(jié)構(gòu)進行劃分，即順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)果與循環(huán)結(jié)構(gòu)，其各自的結(jié)構(gòu)特點分別為：

一，順序結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)內(nèi)的程序代碼，是按照由前到后的順序進行逐步執(zhí)行性的。例如，在有兩個數(shù)值b和c時，便需要在求值的過程中，根據(jù)不同的變量特點對其進行定義與附加值，并通過對求和公式的使用來獲取最后的值，而在此過程中只需要按照順序結(jié)構(gòu)進行展開與執(zhí)行便能夠獲得最后的結(jié)果。

二，分支結(jié)構(gòu)。分支結(jié)構(gòu)也可以被稱為選擇結(jié)構(gòu)，其會根據(jù)當前的情況進行具體內(nèi)容的分配，并進行相應(yīng)的運算。比如，當分支結(jié)構(gòu)符合其中的第一個情況時，便會直接進行算法的執(zhí)行。而如果不符合第一種情況，便會跳至第二種情況背景下進行展開，并以此類推。同時，在所有狀況都不符合時，程序便會直接結(jié)束并跳出運行。

三，循環(huán)結(jié)構(gòu)。循環(huán)結(jié)構(gòu)類似于數(shù)學研究中的程序框圖，通常也會被稱為重復(fù)結(jié)構(gòu)，當該種結(jié)構(gòu)的算法在運行的過程中，如果其內(nèi)部的限定條件符合程序的要求，便會在該程序內(nèi)進行循環(huán)執(zhí)行。而一旦其不符合限定條件，那么不符合該程序的內(nèi)容便會直接跳出，但不會直接結(jié)束程序的運行。

五、計算機算法的應(yīng)用

以一個學習成績管理系統(tǒng)的設(shè)計為例，在針對其進行算法設(shè)計的過程中，需要其能夠在正式投入到使用后，可以滿足學生成績信息的錄入、顯示、查找、修改、添加、刪除、保存與排序。那么在對其進行設(shè)計的過程中，首先應(yīng)當在設(shè)計的過程中考慮文件的輸入、輸出以及各項內(nèi)容操作的展開與功能選擇，綜合對這些需求進行考慮，確保算法在完成設(shè)計后，對以上功能的支持可以得到保障。其次，則要根據(jù)設(shè)計需求，來進行系統(tǒng)整體模塊的概要分析。在該系統(tǒng)的實際時，可以將其在大體上劃分為信息輸出、查詢、顯示、修改、插入、添加、刪除與排序等不同的模塊。再次，需要在這一個過程中，結(jié)合詳細內(nèi)容的設(shè)計，根據(jù)對應(yīng)的算法結(jié)構(gòu)對八大主要模塊以及公共模塊中的主函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來完成對算法內(nèi)容的安排與設(shè)計。最后，則需要對以完成的計算機算法進行運行測試，實現(xiàn)對以完成編寫程序的編譯、連接、運行，以根據(jù)前期所完成設(shè)定與需要實現(xiàn)的功能展開測試，而如果完成相應(yīng)的測試，則表明算法的設(shè)計符合程序的使用要求，程序能夠完成對成績的輸出、查詢、顯示、修改、插入、添加、刪除與排序。

結(jié) 論

綜上所述，計算機的算法在具體應(yīng)用的過程中，通常會涉及到算法的求解、設(shè)計、效率與結(jié)構(gòu)等方面的問題。并且需要在設(shè)計的過程中，結(jié)合計算機算法以及不同計算機語言的特點，采取針對性的方法進行展開，從而實現(xiàn)對計算機算法的合理應(yīng)用，使其整體效用可以得到最大化發(fā)揮。

參考文獻

[1] 高祎.數(shù)學算法在計算機編程優(yōu)化中的應(yīng)用分析[J].科技風，2019（04）：48.

[2] 王家興.計算機算法與應(yīng)用[J].電子世界，2018（02）：73+75.