Introduktion till algoritm i programmering
Hela världen digitaliseras idag. Det finns en känsla av intelligens, det finns en känsla av kommunikation i varje traditionell enhet som gör våra liv så enkla, så snabba. Alla dessa tekniska framsteg främjas av programvara som är ett gäng program som är avsedda att lösa ett problem. Och varje program bygger på en logik / lösning som kallas en algoritm. Namn algoritmen är uppkallad efter den smarta mannen från Bagdad, Al Khwarizmi. Han var den första personen som introducerade algoritmer till världen som var mekaniska, exakta och entydiga.
Vad är en algoritm?
En vanlig läroboksdefinition skulle vara - en algoritm är en väldefinierad steg-för-steg-lösning eller en serie instruktioner för att lösa ett problem. En algoritm kan vara metoden för att hitta den minst vanliga multipeln av två siffror eller receptet för att laga Veg Manchurian.
Vad är en algoritm i ett programmeringsperspektiv?
Du förstår, datorn gör i grunden mycket matte vilket innebär att det har många problem att lösa. Det är exakt varför algoritmer utgör hjärtat i datavetenskapen. En datoralgoritm är en beräkningsprocedur som tar in en uppsättning begränsad ingång och omvandlar den till utgång genom att använda viss matematik och logik. En algoritm i programmering kommer att ha flera steg enligt följande -
- Problemdefinition - Vad ska göras?
- Datainsamling - Vad har vi för att lösa problemet? Eller ingångar.
- Databehandling - Förstå vad vi har eller omvandla dem till en användbar form.
- Logisk metod - Använda insamlade och skapade data mot logik för att lösa.
- Lösning - presentera lösningen på det sätt du vill i ett GUI eller en terminal eller ett diagram eller ett diagram.
För att sätta det i ett nötskal, givet ändligt ingångsvärde för x, omvandlar en algoritm den till ett effektivt utgångsvärde y, där y är f (x) för någon väldefinierad funktion f.
En viktig aspekt att veta är att algoritmerna inte är strikt bundna till något programmeringsspråk. Det är generiska lösningar som sådana.
Hur gör algoritmen i programmering att fungera så enkelt?
Ämnesfältet för algoritmer har vuxit så djupt och brett att teorierna och grunderna som anges hjälper oss att attackera alla beräkningsproblem. Det finns så många effektiva algoritmer som redan publicerats som binär sökning, bubbelsortering, insättningssortering, sammanslagningssortering, snabbsortering, Euclids algoritmer för att hitta GCM, Prims algoritmer för att hitta den kortaste vägen i diagrammet etc.
Det finns så många typer av algoritmer som -
| Brute force-algoritmer | Vilka är enkla prövnings- och felmetoder för att lösa problem? Precis som om du upprepar tillägg för att hitta resultatet av ett multiplikationsproblem. |
| Dela upp och erövra algoritmer | Som delar upp problemet i små delproblem och sedan kombinerar resultatet av varje delproblem för att få det slutliga resultatet. Precis som att du först separerar mynt från olika valörer till olika skopor och räknar sedan antalet mynt i varje hink för att hitta hur många mynt med enskilda valörer som finns där. |
| Giriga algoritmer | Som följer en problemlösande heuristik för att nå nästa bästa tillstånd för att hitta det slutliga bästa tillståndet som resultat. Precis som om du hittar det mindre branta området som lätt klättrar på ett berg. |
| Dynamisk programmering | Ett tillvägagångssätt som är samma som klyftan och erövrar men delar upp problemet i delproblem så att deras resultat kan återanvändas för andra delproblem. |
Sådana metoder hjälper oss att ta fram en bra algoritm som har följande definierande egenskaper. En bra algoritm är -
- Exakt - Det vet exakta och korrekta steg för att utföra.
- Unik - Inmatningen för de aktuella instruktionerna kommer endast från föregående instruktion.
- Finite - Algoritmen slutar ge resultatet efter utförandet av ett begränsat antal instruktioner.
- Allmänhet - Algoritmen håller bra för uppsättningar av ingångar och inte strikt en inmatning.
Fördelarna med algoritmen och varför ska vi använda algoritmen vid programmering?
Mer än att ha en bred horisont med applikationer i den verkliga världen fungerar algoritmer som en kraftfull lins för att se igenom ett problem. En algoritm hjälper oss att avgöra om ett problem är lösbart eller inte. Om ja, hur, hur snabbt och hur exakt? Om inte, hjälper en algoritm igen oss att besluta om vi kan lösa en del av den.
När vi talar om varför vi ska använda algoritmer i programmering måste vi förstå att datorprogram använder olika algoritmer som körs på datormaskinvara som har en processor och minne och dessa komponenter har begränsningar. En processor går inte oändligt snabbt och minnet vi har är inte fritt. De är begränsade resurser. De måste användas klokt och en bra algoritm som är effektiv när det gäller tidskomplexiteter och rymdkomplexiteter hjälper dig att göra det.
Hur denna teknik kommer att hjälpa dig i din karriärstillväxt?
Precis som alla andra tekniker utvecklas också algoritmdesign i programmering för att datormaskinvaran utvecklas. Från traditionella x86-maskiner till superdatorer till kvantdatorer har det skett en revolutionerande förändring i sättet att lösa problem. Att ha en stark kunskap om algoritmdesign är det som skiljer en skicklig programmerare från resten. De moderna resurserna kräver inte egentligen studien av algoritmer med så många programvaroramverk och bibliotek som utvecklats men en grundlig förståelse av det här hjälper dig så mycket mer.
Slutsats - algoritm i programmering
Trots att om vi en dag har en processor som är otroligt snabb och ett minne som är kontinuerligt måste vi fortfarande studera algoritm, utforma dem så att vi ser om lösningen avslutas och gör det med ett korrekt resultat. Det kan vara kommersiella applikationer, vetenskaplig datoranläggning, teknik, operativ forskning eller artificiell intelligens, i varje fält att formulera problem, räkna ut effektiva algoritmer att lösa och datastrukturer att hantera kommer att förbli oundvikliga för alltid.
Precis som det är en viktig plan innan du arbetar. Det är viktigt att definiera algoritmen innan kodning.
Rekommenderade artiklar
Detta har varit en guide till algoritm i programmering. Här har vi diskuterat hur algoritmen är användbar i programmeringsperspektiv tillsammans med fördelar. Du kan också titta på följande artiklar för att lära dig mer -
- Introduktion och komponenter till algoritm
- Vad är en algoritm?
- Datastrukturer och algoritmer intervjufrågor
- Programmeringsspråk för att lära sig algoritmer