算法在計(jì)算機(jī)編程中的重要作用分析

四川輕化工大學(xué) 劉宇

在計(jì)算機(jī)程序的編程中,算法能夠很好地解決程序編寫方案,從而準(zhǔn)確并完整的描述出計(jì)算機(jī)問題的相關(guān)指令,在計(jì)算機(jī)編程中,算法的運(yùn)算種類非常繁雜,準(zhǔn)確的編程算法可以提高計(jì)算機(jī)的使用效率,這也是計(jì)算機(jī)程序編寫的靈魂,基于此,本文就算法在計(jì)算機(jī)編程中的重要性和算法應(yīng)用進(jìn)行分析,為計(jì)算機(jī)編程提供必要的參考借鑒。

0 引言

計(jì)算機(jī)使用編程技術(shù),可以使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用變得更加靈活,通過融入算法的方式,使計(jì)算機(jī)編程技術(shù)具有更強(qiáng)的高效性與邏輯性,因此深入研究算法在計(jì)算機(jī)編程技術(shù)中的優(yōu)化作用,對計(jì)算機(jī)編程的理解和掌握有著重要的意義。

1 算法的特點(diǎn)

1.1 算法的確定性特點(diǎn)

在計(jì)算機(jī)編程中,每一條指令都有著獨(dú)一無二的對應(yīng)算法,這些算法不存在任何歧義,并對特定的輸入有著特定的輸出,因此在計(jì)算機(jī)編程中,不會出現(xiàn)相同的情況,也不會出現(xiàn)指令不協(xié)調(diào)的情況[1]。

1.2 算法的有窮性特點(diǎn)

在計(jì)算機(jī)編程算法中,由于每一條算法指令都有著固定的次數(shù)限制和時(shí)間限制,所以在計(jì)算機(jī)編程的過程中,每一段代碼都是程序算法在定期時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)命令,超過算法的次數(shù)和時(shí)間要求后,該代碼會出現(xiàn)無效性。

1.3 算法的可行性特點(diǎn)

編程數(shù)據(jù)信息命令時(shí),需要考慮到算法程序編程中存在的其他可能性,防止算法程序出現(xiàn)多個(gè)不同的結(jié)果而影響到計(jì)算機(jī)的運(yùn)行。

1.4 算法的輸入和輸出特點(diǎn)

在計(jì)算機(jī)編程中,輸入通常由零個(gè)或者多個(gè)外部量提供,從而為計(jì)算機(jī)編程程序平臺提供選擇[2]。但是每個(gè)算法又會產(chǎn)生至少一個(gè)以上的量作為輸出,因此算法的輸出內(nèi)容通常也會依靠代碼的方式來獲得足夠的支持性需求。

2 算法和計(jì)算機(jī)編程之間的關(guān)系

2.1 從算法角度進(jìn)行分析

通過數(shù)學(xué)算法的研究,對數(shù)字規(guī)律進(jìn)行分析后,可以更好地完成相關(guān)內(nèi)容的優(yōu)化工作,這對計(jì)算機(jī)編程而言具有十分重要的意義。同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化目的的主要途徑和方法,在利用數(shù)學(xué)算法對計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行優(yōu)化時(shí),為了更好地提升計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)行效率,可以針對數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程中的應(yīng)用情況進(jìn)行優(yōu)化。而隨著對計(jì)算機(jī)編程競爭力的有效提升,對數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化過程中,能夠具體采用數(shù)學(xué)算法對計(jì)算機(jī)編程信息進(jìn)行計(jì)算分析時(shí),依據(jù)數(shù)據(jù)規(guī)律而提出對應(yīng)的假設(shè)以及模型構(gòu)架,最終尋找出最優(yōu)化的計(jì)算機(jī)編程方案,這對計(jì)算機(jī)編程語言的發(fā)展會有著重要的推動作用。同時(shí)算法在計(jì)算機(jī)編程中的應(yīng)用由于越來越廣泛,目前也已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)編程的基本優(yōu)化方法之一,因此算法和計(jì)算機(jī)編程之間的關(guān)系是密不可分的。

2.2 從編程角度進(jìn)行分析

由于計(jì)算機(jī)編程的發(fā)展比較快,同時(shí)在逐漸呈現(xiàn)出的跨學(xué)科發(fā)展過程中,對計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行研究時(shí),往往需要綜合應(yīng)用多個(gè)不同的科學(xué)知識和內(nèi)容,在充分考慮到相關(guān)的功能程序和基礎(chǔ)要求后,需要盡可能的簡化程序結(jié)構(gòu)[3]。但大部分計(jì)算機(jī)程序在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的運(yùn)行下,必須考慮到網(wǎng)絡(luò)等方面的影響因素,而從計(jì)算機(jī)編程的應(yīng)用方向來看,當(dāng)前由于受到政治、經(jīng)濟(jì)、文化等多個(gè)領(lǐng)域的影響,通常都離不開計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的支持。尤其是在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過程中,當(dāng)計(jì)算機(jī)編程的運(yùn)行效率提高后,會直接與相關(guān)的工藝控制效果發(fā)生對應(yīng)的生產(chǎn)成本變化。從不同角度而言,數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化中的應(yīng)用,可以更好地推動計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的快速發(fā)展,并為不同行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用提供良好的創(chuàng)新動力需求。

3 當(dāng)前計(jì)算機(jī)程序編程的水平和現(xiàn)狀

3.1 計(jì)算機(jī)程序編程的現(xiàn)狀

符合科學(xué)規(guī)律的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)和其他現(xiàn)有課程會有著一定的聯(lián)系,因此在這種情況下,對獨(dú)具特色的專業(yè)課程進(jìn)行數(shù)理邏輯的遠(yuǎn)程系統(tǒng)控制,是社會發(fā)展和進(jìn)步的關(guān)鍵點(diǎn)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相對于關(guān)鍵所應(yīng)用的科技水平往往會伴隨有一定的快速攀升和變化,并在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)專業(yè)課程以及數(shù)學(xué)計(jì)算算法中成為當(dāng)前最為關(guān)注的關(guān)鍵與核心內(nèi)容,這些都符合科學(xué)規(guī)律的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)要求。然而計(jì)算機(jī)的理論設(shè)計(jì)中,這些情況都是不獨(dú)立,是通過組織協(xié)調(diào)的方式,對將來可能的發(fā)展和方向上的趨勢進(jìn)行改善,并依次將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整體發(fā)展的核心思想進(jìn)行數(shù)字信息化、攜帶式、程序智能化以及個(gè)性化的發(fā)展,從而提升不同層次的有效發(fā)展需求。

3.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件編程的發(fā)展水平

在系統(tǒng)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展過程中,需要實(shí)際應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)信息技術(shù),并將計(jì)算機(jī)中的殺毒軟件和防火墻升級到最新版本。在以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)信息技術(shù)為前提作用下提供較大的安全防護(hù)以及安全保障外,為了更加進(jìn)一步明確計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的內(nèi)容結(jié)構(gòu),通?？梢詫⑿畔⒓夹g(shù)劃分為各種各樣的信息處理系統(tǒng),從而可以更加進(jìn)一步帶動計(jì)算機(jī)編程系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用[4]。但由于當(dāng)前計(jì)算機(jī)控制編程系統(tǒng)以及信息技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中還存在很多局限性,導(dǎo)致計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)信息技術(shù)的效果沒有達(dá)到需求的局面要求,因此計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)會持續(xù)不斷的優(yōu)化實(shí)際應(yīng)用情況,并逐步升級數(shù)據(jù)處理器信息技術(shù)中的實(shí)際應(yīng)用情況,最終為大力發(fā)展提供了更加廣闊的持續(xù)發(fā)展空間。

4 算法在計(jì)算機(jī)編程中的重要作用分析

4.1 在C語言編程中的算法優(yōu)化作用

在計(jì)算機(jī)語言中,C語言屬于計(jì)算機(jī)的高級語言之一,因此對C語言的編程離不開算法。通過在編程中使用算法的方式,能夠很好地使計(jì)算機(jī)代碼變得更加簡潔和具有邏輯性,將計(jì)算機(jī)中原有雜亂無章的代碼在算法框架內(nèi)進(jìn)行整理,使代碼得以大幅度簡化而提高相關(guān)編程與測試人員的工作效率。通常在應(yīng)用算法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的過程中,通過對任務(wù)邏輯進(jìn)行有效分析后,根據(jù)實(shí)現(xiàn)思路列出算法流程圖,并對流程圖進(jìn)行程序上的編寫后,最終能夠使編程的整個(gè)過程中思路更加清晰。與此同時(shí),由于算法本身具有一定的抽象性,所以借助具體問題的抽象化過程,可以使編程語言變得更加精煉,并在最短的時(shí)間將存在的編程問題進(jìn)行有效解決。

4.2 面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)語言中數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化作用

所謂的面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)語言,通常是指C++語言,這是在C語言基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種全新計(jì)算機(jī)語言[5]。而當(dāng)對象進(jìn)行語言編寫時(shí),需要對語言對象進(jìn)行相應(yīng)的封裝操作,可以更好地減少一些C語言中原本存在的問題,使語言編寫效率得到優(yōu)化和提高。而在C++語言的設(shè)計(jì)過程中,主要包括思想以及封裝這兩種概念,對于這兩種編程思想需要使用數(shù)學(xué)算法的方式進(jìn)行優(yōu)化,有利于提高相關(guān)操作以及封裝的效率。對C++語言在進(jìn)行編程時(shí),必須要做好對類的相關(guān)定義,同時(shí)在不同類型之間完成需要的嵌套和封裝等操作需求,除此之外,大部分程序在繼承操作中能夠使相關(guān)程序的工作任務(wù)量變得十分巨大,經(jīng)過變量進(jìn)行統(tǒng)一的運(yùn)算后,可以大幅度減少運(yùn)算的工作量。因此在計(jì)算機(jī)編程中使用到算法,并對編程語言進(jìn)行算法模建的方式,能夠更好地實(shí)現(xiàn)對編程過程的快速優(yōu)化需求。

4.3 算法在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的優(yōu)化作用

在計(jì)算機(jī)編程的過程中,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對編程有著至關(guān)重要的作用,這是因?yàn)楹侠淼臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以使程序變得更加簡單和便捷,所以在程序調(diào)用方面,可以有效減少計(jì)算機(jī)的處理時(shí)間和處理過程[6]。但由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是同構(gòu)數(shù)學(xué)算法的方式來進(jìn)行設(shè)計(jì)的,使得設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)需要對數(shù)學(xué)算法進(jìn)行選擇與改進(jìn),并存在共享變量中進(jìn)行合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),有利于使同一內(nèi)存中出現(xiàn)多個(gè)變量,實(shí)現(xiàn)對內(nèi)存空間的有效利用,節(jié)約了相關(guān)資源。因此在算法中對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,能夠在同時(shí)針對計(jì)算機(jī)編程中的時(shí)間以及空間復(fù)雜在非常復(fù)雜的情況下做到優(yōu)化算法的效果,確保了計(jì)算機(jī)編程的有效性,從而提高計(jì)算機(jī)編程的編程水平。

4.4 提高計(jì)算機(jī)編程的運(yùn)行效率

隨著計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的快速發(fā)展,計(jì)算機(jī)編程被廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)當(dāng)中,針對程序產(chǎn)品的質(zhì)量通常也會提出一定的要求。在編程中,編程人員通過建立程序運(yùn)行的效率優(yōu)勢,可以使計(jì)算機(jī)編程產(chǎn)品更好的脫穎而出,這些都需要發(fā)揮出數(shù)學(xué)算法的作用,并通過綜合采用編程邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等優(yōu)化方式,實(shí)現(xiàn)從整體上提升程序運(yùn)行的效率。站在內(nèi)部的發(fā)展情況來看,很多存在一定工作經(jīng)驗(yàn)的程序員都開始算法在計(jì)算機(jī)編程中的方法,使得自身的編程能力得到有效提高,這也為以后計(jì)算機(jī)程序編寫提供了大量的基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。但是對于一些創(chuàng)新領(lǐng)域而言,如果出現(xiàn)新功能代碼的開發(fā)時(shí),還需要數(shù)字算法提供更好的支持和優(yōu)化,從而可以從側(cè)面反映出數(shù)學(xué)算法對優(yōu)化計(jì)算機(jī)編程的重要作用。

4.5 具有全面深析的作用

計(jì)算機(jī)編程通常在計(jì)算機(jī)的各個(gè)領(lǐng)域中都有著很強(qiáng)的專業(yè)性和廣泛性特點(diǎn),所以相關(guān)工作人員可以根據(jù)計(jì)算機(jī)語言的實(shí)際編寫和應(yīng)用情況,對計(jì)算機(jī)的編程進(jìn)行充分滿足實(shí)踐需求,才能保證計(jì)算機(jī)軟件功能能夠發(fā)揮出正常的作用。通過優(yōu)化計(jì)算機(jī)方法進(jìn)行分析和解決中,研究數(shù)學(xué)學(xué)科計(jì)算方法并在科學(xué)計(jì)算的編制和優(yōu)化過程中起到對應(yīng)的作用,能夠充分發(fā)揮出數(shù)學(xué)計(jì)算方法的實(shí)際功能,有利于促進(jìn)計(jì)算機(jī)程度和功能效率的增強(qiáng)[7]。而在計(jì)算機(jī)C語言中進(jìn)行算法的優(yōu)化應(yīng)用,對編輯的過程需要進(jìn)行邏輯性較強(qiáng)的代碼編輯。針對數(shù)學(xué)的運(yùn)算方式,能夠很好地提點(diǎn)存在的弊端行為,使其合理的運(yùn)用算法的方式得以在電腦編程中實(shí)現(xiàn)顯著的提升,從而不會出現(xiàn)潛在性的問題。與此同時(shí),為了有效使用算法并合理的了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通過合理的算法可以造成更加直接的影響,因此制定出合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將計(jì)算機(jī)中的訪問對變量時(shí),能夠變得更加快捷便利,在此基礎(chǔ)上最終將變量中所占據(jù)的內(nèi)存空間進(jìn)行大幅度減少,提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行效率。而科學(xué)、合理的數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),還能夠在共享變量中將多變量轉(zhuǎn)化為內(nèi)存中,以此提高空間上的計(jì)算效率。

5 算法在計(jì)算機(jī)編程過程中的注意事項(xiàng)

在算法的設(shè)計(jì)中,將算法的數(shù)字結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分離,可以允許數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的自由選擇情況,并進(jìn)行最優(yōu)的比較和選擇。同時(shí)在數(shù)據(jù)模型和該模型上的運(yùn)算進(jìn)行統(tǒng)一抽象數(shù)據(jù)類型中,反應(yīng)出算法和計(jì)算機(jī)編程之間的互相制約以及互相依存關(guān)系,當(dāng)算法呈現(xiàn)出自然模塊化后,抽象的數(shù)據(jù)類型也可以進(jìn)行任意移動和重復(fù)使用,那么算法的機(jī)構(gòu)為了更加清晰,會采取從上往下的結(jié)構(gòu)方式,使層次分明且具有較強(qiáng)邏輯性[8]。由于算法具有復(fù)雜性高低的體現(xiàn),因?yàn)樵谶\(yùn)行算法過程中,必須要對算法的編程程序進(jìn)行掌控,針對復(fù)雜程度高的情況,算法的復(fù)雜性就會增大,而設(shè)計(jì)出的復(fù)雜性低的算法在進(jìn)行目標(biāo)分析時(shí),會遇到所給定的問題進(jìn)行多種算法,并選取復(fù)雜性最低的算法作為最佳的算法需求。

6 結(jié)語

算法在計(jì)算機(jī)編寫程序中是非常重要的部分,可以更好地解決計(jì)算機(jī)中存在的問題,因此只有合理的運(yùn)用算法知識,才能使計(jì)算機(jī)編程中更好地發(fā)揮出廣泛的作用,總之,對于各種計(jì)算機(jī)編程方法而言,在對算法的不斷改進(jìn)中,為了實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)編程更好的優(yōu)化,將算法應(yīng)用在計(jì)算機(jī)編程中,具有非常良好的作用與性能。

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