Ⅰ 什麼叫演算法描述啊
演算法描述(AlgorithmDescription)是指對設計出的演算法,用一種方式進行詳細的描述,以便與人交流。演算法可採用多種描述語言來描述,各種描述語言在對問題的描述能力方面存在一定的差異,可以使用自然語言、偽代碼,也可使用程序流程圖,但描述的結果必須滿足演算法的五個特徵。
演算法可採用多種描述語言來描述,例如,自然語言、計算機語言或某些偽語言。各種描述語言在對問題的描述能力方面存在一定的差異。例如,自然語言較為靈活,但不夠嚴謹。而計算機語言雖然嚴謹,但由於語法方面的限制,使得靈活性不足。
因此,許多教材中採用的是以一種計算機語言為基礎,適當添加某些功能或放寬某些限制而得到的一種類語言。這些類語言既具有計算機語言的嚴謹性,又具有靈活性,同時也容易上機實現,因而被廣泛接受。目前,許多「數據結構」教材採用類PASCAL語言、類C++或類C語言作為演算法描述語言。
(1)對演算法的簡要說明擴展閱讀:
演算法的特徵
1、輸入:一個演算法必須有零個或以上輸入量。
2、輸出:一個演算法應有一個或以上輸出量,輸出量是演算法計算的結果。
3、明確性:演算法的描述必須無歧義,以保證演算法的實際執行結果是精確地符合要求或期望,通常要求實際運行結果是確定的。
4、有限性:依據圖靈的定義,一個演算法是能夠被任何圖靈完備系統模擬的一串運算,而圖靈機器只有有限個狀態、有限個輸入符號和有限個轉移函數(指令)。而一些定義更規定演算法必須在有限個步驟內完成任務。
5、有效性:又稱可行性。能夠實現,演算法中描述的操作都是可以通過已經實現的基本運算執行有限次來實現。
Ⅱ 舉例說明何謂演算法,特點是什麼評價一個演算法的優劣,主要從哪些因素分析
評價演算法優劣的四個分析因素:
1.正確性
能正確地實現預定的功能,滿足具體問題的需要。處理數據使用的演算法是否得當,能不能得到預想的結果。
2.易讀性
易於閱讀、理解和交流,便於調試、修改和擴充。寫出的演算法,能不能讓別人看明白,能不能讓別人明白演算法的邏輯?如果通俗易懂,在系統調試和修改或者功能擴充的時候,使系統維護更為便捷。
3.健壯性
輸入非法數據,演算法也能適當地做出反應後進行處理,不會產生預料不到的運行結果。數據的形式多種多樣,演算法可能面臨著接受各種各樣的數據,當演算法接收到不適合演算法處理的數據,演算法本身該如何處理呢?如果演算法能夠處理異常數據,處理能力越強,健壯性越好。
4.時空性
演算法的時空性是該演算法的時間性能和空間性能。主要是說演算法在執行過程中的時間長短和空間佔用多少問題。
演算法處理數據過程中,不同的演算法耗費的時間和內存空間是不同的。
(2)對演算法的簡要說明擴展閱讀:
演算法是對特定問題求解步驟的一種描述,它是指令的有限序列,其中每一條指令表示一個或多個操作。此外,一個演算法還具有下列5個重要的特性。
(1)、有窮性
一個演算法必須總是(對任何合法的輸入值)在執行有窮步之後結束,且每一步都可在有窮時間內完成。
(2)、確定性
演算法中每一條指令必須有明確的含義,讀者理解時不會產生二義性。即對於相同的輸入只能得到相同的輸出。
(3)、可行性
一個演算法是可行的,即演算法中描述的操作都是可以通過已經實現的基本運算執行有限次來實現的。
(4)、輸入
一個演算法有零個或多個的輸入,這些輸入取自於某個特定的對象的集合。
(5)、輸出
一個演算法有一個或多個的輸出,這些輸出是同輸入有著某種特定關系的量。
Ⅲ 一個完整的計算機演算法必須滿足哪幾個准則,做簡要說明
一個演算法必須具備以下性質:
(1)演算法首先必須是正確的,即對於任意的一組輸入,包括合理的輸入與不合理的輸入,總能得到預期的輸出。如果一個演算法只是對合理的輸入才能得到預期的輸出,而在異常情況下卻無法預料輸出的結果,那麼它就不是正確的。
(2)演算法必須是由一系列具體步驟組成的,並且每一步都能夠被計算機所理解和執行,而不是抽象和模糊的概念。
(3)每個步驟都有確定的執行順序,即上一步在哪裡;下一步是什麼,都必須明確,無二義性。
(4)無論演算法有多麼復雜,都必須在有限步之後結束並終止運行;即演算法的步驟必須是有限的。在任何情況下,演算法都不能陷入無限循環中。
Ⅳ 什麼是演算法
一、什麼是演算法
演算法是一系列解決問題的清晰指令,也就是說,能夠對一定規范的輸入,在有限時間內獲得所要求的輸出。演算法常常含有重復的步驟和一些比較或邏輯判斷。如果一個演算法有缺陷,或不適合於某個問題,執行這個演算法將不會解決這個問題。不同的演算法可能用不同的時間、空間或效率來完成同樣的任務。一個演算法的優劣可以用空間復雜度與時間復雜度來衡量。
演算法的時間復雜度是指演算法需要消耗的時間資源。一般來說,計算機演算法是問題規模n 的函數f(n),演算法執行的時間的增長率與f(n) 的增長率正相關,稱作漸進時間復雜度(Asymptotic Time Complexity)。時間復雜度用「O(數量級)」來表示,稱為「階」。常見的時間復雜度有: O(1)常數階;O(log2n)對數階;O(n)線性階;O(n2)平方階。
演算法的空間復雜度是指演算法需要消耗的空間資源。其計算和表示方法與時間復雜度類似,一般都用復雜度的漸近性來表示。同時間復雜度相比,空間復雜度的分析要簡單得多。
[font class="Apple-style-span" style="font-weight: bold;" id="bks_etfhxykd"]演算法 Algorithm [/font]
演算法是在有限步驟內求解某一問題所使用的一組定義明確的規則。通俗點說,就是計算機解題的過程。在這個過程中,無論是形成解題思路還是編寫程序,都是在實施某種演算法。前者是推理實現的演算法,後者是操作實現的演算法。
一個演算法應該具有以下五個重要的特徵:
1、有窮性: 一個演算法必須保證執行有限步之後結束;
2、確切性: 演算法的每一步驟必須有確切的定義;
3、輸入:一個演算法有0個或多個輸入,以刻畫運算對象的初始情況,所謂0個輸入是指演算法本身定除了初始條件;
4、輸出:一個演算法有一個或多個輸出,以反映對輸入數據加工後的結果。沒有輸出的演算法是毫無意義的;
5、可行性: 演算法原則上能夠精確地運行,而且人們用筆和紙做有限次運算後即可完成。
演算法的設計要求
1)正確性(Correctness)
有4個層次:
A.程序不含語法錯誤;
B.程序對幾組輸入數據能夠得出滿足規格要求的結果;
C.程序對精心選擇的、典型的、苛刻的、帶有刁難性的幾組輸入數據能夠得出滿足規格要求的結果;
D.程序對一切合法的輸入數據都能產生滿足規格要求的結果。
2)可讀性(Readability)
演算法的第一目的是為了閱讀和交流;
可讀性有助於對演算法的理解;
可讀性有助於對演算法的調試和修改。
3)高效率與低存儲量
處理速度快;存儲容量小
時間和空間是矛盾的、實際問題的求解往往是求得時間和空間的統一、折中。
演算法的描述 演算法的描述方式(常用的)
演算法描述 自然語言
流程圖 特定的表示演算法的圖形符號
偽語言 包括程序設計語言的三大基本結構及自然語言的一種語言
類語言 類似高級語言的語言,例如,類PASCAL、類C語言。
演算法的評價 演算法評價的標准:時間復雜度和空間復雜度。
1)時間復雜度 指在計算機上運行該演算法所花費的時間。用「O(數量級)」來表示,稱為「階」。
常見的時間復雜度有: O(1)常數階;O(logn)對數階;O(n)線性階;O(n^2)平方階
2)空間復雜度 指演算法在計算機上運行所佔用的存儲空間。度量同時間復雜度。
時間復雜度舉例
(a) X:=X+1 ; O(1)
(b) FOR I:=1 TO n DO
X:= X+1; O(n)
(c) FOR I:= 1 TO n DO
FOR J:= 1 TO n DO
X:= X+1; O(n^2)
「演算法」一詞最早來自公元 9世紀 波斯數學家比阿勒·霍瓦里松的一本影響深遠的著作《代數對話錄》。20世紀的 英國 數學家 圖靈 提出了著名的圖靈論點,並抽象出了一台機器,這台機器被我們稱之為 圖靈機 。圖靈的思想對演算法的發展起到了重要的作用。
演算法是 計算機 處理信息的本質,因為 計算機程序 本質上是一個演算法,告訴計算機確切的步驟來執行一個指定的任務,如計算職工的薪水或列印學生的成績單。 一般地,當演算法在處理信息時,數據會從輸入設備讀取,寫入輸出設備,可能保存起來以供以後使用。
這是演算法的一個簡單的例子。
我們有一串隨機數列。我們的目的是找到這個數列中最大的數。如果將數列中的每一個數字看成是一顆豆子的大小 可以將下面的演算法形象地稱為「撿豆子」:
首先將第一顆豆子(數列中的第一個數字)放入口袋中。
從第二顆豆子開始檢查,直到最後一顆豆子。如果正在檢查的豆子比口袋中的還大,則將它撿起放入口袋中,同時丟掉原先的豆子。 最後口袋中的豆子就是所有的豆子中最大的一顆。
下面是一個形式演算法,用近似於 編程語言 的 偽代碼 表示
給定:一個數列「list",以及數列的長度"length(list)" largest = list[1] for counter = 2 to length(list): if list[counter] > largest: largest = list[counter] print largest
符號說明:
= 用於表示賦值。即:右邊的值被賦予給左邊的變數。
List[counter] 用於表示數列中的第 counter 項。例如:如果 counter 的值是5,那麼 List[counter] 表示數列中的第5項。
<= 用於表示「小於或等於」。
Ⅳ 什麼是演算法演算法的概念演算法的特點都有哪些
1、演算法概念:
在數學上,現代意義上的「演算法」通常是指可以用計算機來解決的某一類問題是程序或步驟,這些程序或步驟必須是明確和有效的,而且能夠在有限步之內完成.
2. 演算法的特點:
(1)有限性:一個演算法的步驟序列是有限的,必須在有限操作之後停止,不能是無限的.
(2)確定性:演算法中的每一步應該是確定的並且能有效地執行且得到確定的結果,而不應當是模稜兩可.
(3)順序性與正確性:演算法從初始步驟開始,分為若干明確的步驟,每一個步驟只能有一個確定的後繼步驟,前一步是後一步的前提,只有執行完前一步才能進行下一步,並且每一步都准確無誤,才能完成問題.
(4)不唯一性:求解某一個問題的解法不一定是唯一的,對於一個問題可以有不同的演算法.
(5)普遍性:很多具體的問題,都可以設計合理的演算法去解決,如心算、計算器計算都要經過有限、事先設計好的步驟加以解決.
Ⅵ 什麼是演算法演算法的特性有哪些
演算法,指解題方案的准確而完整的描述,是一系列解決問題的清晰指令,演算法代表著用系統的方法描述解決問題的策略機制。演算法中的指令描述的是一個計算,當其運行時能從一個初始狀態和(可能為空的)初始輸入開始,經過一系列有限而清晰定義的狀態,最終產生輸出並停止於一個終態。
特徵:有窮性,演算法必須能在執行有限個步驟之後終止;確切性,演算法的每一步驟必須有確切的定義;輸入項,一個演算法有0個或多個輸入,以刻畫運算對象初始情況;輸出項,一個演算法有一個或多個輸出以反映對輸入數據加工後的結果;可行性,演算法中執行的任何計算步驟都可被分解為基本的可執行的操作步驟。
(6)對演算法的簡要說明擴展閱讀:
演算法可以宏泛分為三類:
1、有限的、確定性演算法:這類演算法在有限的一段時間內終止。他們可能要花很長時間來執行指定的任務,但仍將在一定的時間內終止。這類演算法得出的結果常取決於輸入值。
2、有限的、非確定演算法:這類演算法在有限的時間內終止。然而,對於一個(或一些)給定的數值,演算法的結果並不是唯一的或確定的。
3、無限的演算法:是那些由於沒有定義終止定義條件,或定義的條件無法由輸入的數據滿足而不終止運行的演算法。通常,無限演算法的產生是由於未能確定的定義終止條件。
Ⅶ 演算法的描述、特性以及概念
描述演算法的方法有多種,常用的有自然語言、結構化流程圖、偽代碼和PAD圖等,其中最普遍的是流程圖。
分類:演算法可大致分為基本演算法、數據結構的演算法、數論與代數演算法、計算幾何的演算法、圖論的演算法、動態規劃以及數值分析、加密演算法、排序演算法、檢索演算法、隨機化演算法、並行演算法,厄米變形模型,隨機森林演算法。
特徵:有窮性,演算法的有窮性是指演算法必須能在執行有限個步驟之後終止;確切性,演算法的每一步驟必須有確切的定義;輸入項:一個演算法有0個或多個輸入,;輸出項;可行性,演算法中執行的任何計算步驟都是可以被分解為基本的可執行的操作步,即每個計算步都可以在有限時間內完成。
(7)對演算法的簡要說明擴展閱讀
演算法歷史:
「演算法」即演演算法的大陸中文名稱出自《周髀算經》;而英文名稱Algorithm 來自於9世紀波斯數學家al-Khwarizmi,al-Khwarizmi在數學上提出了演算法這個概念。「演算法」,意思是阿拉伯數字的運演算法則,在18世紀演變為"algorithm"。
因為巴貝奇未能完成他的巴貝奇分析機,這個演算法未能在巴貝奇分析機上執行。 20世紀的英國數學家圖靈提出了著名的圖靈論題,並提出一種假想的計算機的抽象模型,這個模型被稱為圖靈機。圖靈機的出現解決了演算法定義的難題,圖靈的思想對演算法的發展起到了重要作用。
Ⅷ 演算法的概念
演算法(Algorithm)是解題的步驟,可以把演算法定義成解一確定類問題的任意一種特殊的方法。在計算機科學中,演算法要用計算機演算法語言描述,演算法代表用計算機解一類問題的精確、有效的方法。演算法+數據結構=程序,求解一個給定的可計算或可解的問題,不同的人可以編寫出不同的程序,來解決同一個問題,這里存在兩個問題:一是與計算方法密切相關的演算法問題;二是程序設計的技術問題。演算法和程序之間存在密切的關系。
演算法是一組有窮的規則,它們規定了解決某一特定類型問題的一系列運算,是對解題方案的准確與完整的描述。制定一個演算法,一般要經過設計、確認、分析、編碼、測試、調試、計時等階段。
對演算法的學習包括五個方面的內容:① 設計演算法。演算法設計工作是不可能完全自動化的,應學習了解已經被實踐證明是有用的一些基本的演算法設計方法,這些基本的設計方法不僅適用於計算機科學,而且適用於電氣工程、運籌學等領域;② 表示演算法。描述演算法的方法有多種形式,例如自然語言和演算法語言,各自有適用的環境和特點;③確認演算法。演算法確認的目的是使人們確信這一演算法能夠正確無誤地工作,即該演算法具有可計算性。正確的演算法用計算機演算法語言描述,構成計算機程序,計算機程序在計算機上運行,得到演算法運算的結果;④ 分析演算法。演算法分析是對一個演算法需要多少計算時間和存儲空間作定量的分析。分析演算法可以預測這一演算法適合在什麼樣的環境中有效地運行,對解決同一問題的不同演算法的有效性作出比較;⑤ 驗證演算法。用計算機語言描述的演算法是否可計算、有效合理,須對程序進行測試,測試程序的工作由調試和作時空分布圖組成。