Ⅰ 算法的常用设计方法有哪些
算法设计是一件非常困难的工作,经常采用的算法设计技术主要有迭代法、穷举搜索法、递推法、贪婪法、回溯法、分治法、动态规划法等等。
另外,为了更简洁的形式设计和藐视算法,在算法设计时又常常采用递归技术,用递归描述算法。
Ⅱ 简述算法的各种表示形式
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原发布者:lsqlsy123
算法的表示方法算法的常用表示方法有如下三种:1、使用自然语言描述算法2、使用流程图描述算法3、使用伪代码描述算法我们来看怎样使用这3种不同的表示方法去描述解决问题的过程,以求解sum=1+2+3+4+5……+(n-1)+n为例。第1种:使用自然语言描述从1开始的连续n个自然数求和的算法①确定一个n的值;②假设等号右边的算式项中的初始值i为1;③假设sum的初始值为0;④如果i≤n时,执行⑤,否则转出执行⑧;⑤计算sum加上i的值后,重新赋值给sum;⑥计算i加1,然后将值重新赋值给i;⑦转去执行④;⑧输出sum的值,算法结束。从上面的这个描述的求解过程中,我们不难发现,使用自然语言描述算法的方法虽然比较容易掌握,但是存在着很大的缺陷。例如,当算法中含有多分支或循环操作时很难表述清楚。另外,使用自然语言描述算法还很容易造成歧义(称之为二义性),譬如有这样一句话——“武松打死老虎”,我们既可以理解为“武松/打死老虎”,又可以理解为“武松/打/死老虎”。自然语言中的语气和停顿不同,就可能使他人对相同的一句话产生不同的理解。又如“你输他赢”这句话,使用不同的语气说,可以产生3种截然不同的意思,同学们不妨试试看。为了解决自然语言描述算法中存在着可能的二义性,我们提出了第2种描述算法的方法——流程图。第2种:使用流程图描述从1开始的连续n个自然
Ⅲ 算法的描述方式有几种分别是什么
描述算法的方法有多种,常用的有自然语言、结构化流程图、伪代码和PAD图等,其中最普遍的是流程图,分思法。
流程图(Flow Chart)使用图形表示算法的思路是一种极好的方法,因为千言万语不如一张图。流程图在汇编语言和早期的BASIC语言环境中得到应用。相关的还有一种PAD图,对PASCAL或C语言都极适用。
(3)算法常常用的方法扩展阅读:
算法可以宏泛的分为三类:
一、有限的,确定性算法 这类算法在有限的一段时间内终止。他们可能要花很长时间来执行指定的任务,但仍将在一定的时间内终止。这类算法得出的结果常取决于输入值。
二、有限的,非确定算法 这类算法在有限的时间内终止。然而,对于一个(或一些)给定的数值,算法的结果并不是唯一的或确定的。
三、无限的算法 是那些由于没有定义终止定义条件,或定义的条件无法由输入的数据满足而不终止运行的算法。通常,无限算法的产生是由于未能确定的定义终止条件。
Ⅳ 常用的算法表示形式有哪些
算法的常用表示方法有三种:
1、使用自然语言描述算法;
2、使用流程图描述算法;
3、使用伪代码描述算法。
算法是指对解决方案的准确、完整的描述,是解决问题的一系列清晰的指令。该算法代表了描述解决问题的策略和机制的系统方式。也就是说,对于某个标准输入,可以在有限的时间内获得所需的输出。
如果一个算法有缺陷或不适合某个问题,执行该算法将无法解决该问题。不同的算法可能使用不同的时间、空间或效率来完成相同的任务。一个算法的优劣可以用空间复杂度和时间复杂度来衡量。
Ⅳ 描述算法的常用方法
1.什么是算法
从字面上来说,算法也就是用于计算的方法。是用来解决某些问题的方法。通过这个方法,可以达到想要的计算结果。它就像我们小时候学些的一些数学公式和解题步骤。
算法,一般有5个特征:
有穷性:
算法的执行步骤、时间、都是有限的。不会无休止的一直执行下去。
确切性:
算法的每一步都必须有明确的定义和描述。
输入:
一个算法应该有相应的输入条件,就像我们小时候做的应用题,已知什么什么。来求某个结果,已知部分便是输入条件。
输出:
算法必须有明确的结果输出。没有结果,那这个算法是没有任何意义的。
可行性:
算法的步骤必须是可行的,无法执行的则没有意义,也解决不了任何问题
2.算法的分类
按照算法的应用来分:算法可以分为基本算法、几何算法、加密/解密算法、查找算法、图标数据分析算法等。
按照算法的思路来分:算法可以分为递推算法、递归算法、穷举算法、分治算法等。
下面,我们就来讲我们的重点之一:也就是算法思想:
3.常用算法思想
穷举算法思想;
递推算法思想;
递归算法思想;
分治算法思想;
概率算法思想;
Ⅵ 算法的6种设计方法
算法的6种设计方法有分治与递归算法、散列与凝聚算法、贪心算法、动态规划算法、回溯算法和分支限界算法。在每一章的开头,都先对相应的典型算法的基本思野闷键路进行详细、清晰的阐述,然后通过多种实际问题的求解,对该典型颂巧算法的设计方法作进一步的剖析。第8章对NP完全问题的基本理论进行讨论,并介绍了求解NP困难问题的近似算法和概率算法。
《算法设计方法》一书介绍了算法描述和算法分析的基本方法,详细介绍了各种典型算法的基本设计思路。算法是计算机科学的核心内容之一罩做,也是应用电子计算机求解实际问题的基础。对复杂的实际应用问题的求解,大多都归结为算法的设计,然后把求解算法转化为计算机程序。
Ⅶ 数值计算方法的主要研究对象有哪些其常用基本算法主要包括哪三个方面
数值计算方法的主要研究对象:研究各种数学问题的数值方法设计、分析、有关的数学理论和具体实现。其常用基本算法在数值分析中用到迭代法的情形会比直接法要多。例如像牛顿法、二分法、雅可比法、广义最小残量方法及共轭梯度法等等。在计算矩阵代数中,大型的问题一般会需要用迭代法来求解。
许多时候需要将连续模型的问题转换为一个离散形式的问题,而离散形式的解可以近似原来的连续模型的解,此转换过程称为离散化。
例如求一个函数的积分是一个连续模型的问题,也就是求一曲线以下的面积若将其离散化变成数值积分,就变成将上述面积用许多较简单的形状(如长方形、梯形)近似,因此只要求出这些形状的面积再相加即可。
(7)算法常常用的方法扩展阅读
数值分析也会用近似的方式计算微分方程的解,包括常微分方程及偏微分方程。
常微分方程往往会使用迭代法,已知曲线的一点,设法算出其斜率,找到下一点,再推出下一点的资料。欧拉方法是其中最简单的方式,较常使用的是龙格-库塔法。
偏微分方程的数值分析解法一般都会先将问题离散化,转换成有限元素的次空间。可以透过有限元素法、有限差分法及有限体积法,这些方法可将偏微分方程转换为代数方程,但其理论论证往往和泛函分析的定理有关。另一种偏微分方程的数值分析解法则是利用离散傅立叶变换或快速傅立叶变换。
Ⅷ 简便算法有哪些呢
简便算法有如下:
1、乘法分配律
简便计算中最常用的方法是乘法分配律。乘法分配律指的是ax(b+c)=axb+axc其中a,b,c是任意实数。
2、乘法结合律
乘法结合律也是做简便运算的一种方法,用字母表示为(a×b)×c=a×(b×c),它的定义(方法)是:三个数相乘,先把前两个数相乘,再和第三个数相乘;或先把后两个数相乘,再和第一个数相乘,积不变。
3、乘法交换律
乘法交换律用于调换各个数的位置:a×b=b×a。
4、加法交换律
加法交换律用于调换各个数的位置:a+b=b+a。
5、加法结合律
(a+b)+c=a+(b+c)。
简便计算是一种特殊的计算,它运用了运算定律与数字的基本性质,从而使计算简便,使一个很复杂的式子变得很容易计算出得数。
Ⅸ 大数据最常用的算法有哪些
奥地利符号计算研究所(Research Institute for Symbolic Computation,简称RISC)的Christoph Koutschan博士在自己的页面上发布了一篇文章,提到他做了一个调查,参与者大多数是计算机科学家,他请这些科学家投票选出最重要的算法,以下是这次调查的结果,按照英文名称字母顺序排序。
大数据等最核心的关键技术:32个算法
1、A* 搜索算法——图形搜索算法,从给定起点到给定终点计算出路径。其中使用了一种启发式的估算,为每个节点估算通过该节点的最佳路径,并以之为各个地点排定次序。算法以得到的次序访问这些节点。因此,A*搜索算法是最佳优先搜索的范例。
2、集束搜索(又名定向搜索,Beam Search)——最佳优先搜索算法的优化。使用启发式函数评估它检查的每个节点的能力。不过,集束搜索只能在每个深度中发现最前面的m个最符合条件的节点,m是固定数字——集束的宽度。
3、二分查找(Binary Search)——在线性数组中找特定值的算法,每个步骤去掉一半不符合要求的数据。
4、分支界定算法(Branch and Bound)——在多种最优化问题中寻找特定最优化解决方案的算法,特别是针对离散、组合的最优化。
5、Buchberger算法——一种数学算法,可将其视为针对单变量最大公约数求解的欧几里得算法和线性系统中高斯消元法的泛化。
6、数据压缩——采取特定编码方案,使用更少的字节数(或是其他信息承载单元)对信息编码的过程,又叫来源编码。
7、Diffie-Hellman密钥交换算法——一种加密协议,允许双方在事先不了解对方的情况下,在不安全的通信信道中,共同建立共享密钥。该密钥以后可与一个对称密码一起,加密后续通讯。
8、Dijkstra算法——针对没有负值权重边的有向图,计算其中的单一起点最短算法。
9、离散微分算法(Discrete differentiation)。
10、动态规划算法(Dynamic Programming)——展示互相覆盖的子问题和最优子架构算法
11、欧几里得算法(Euclidean algorithm)——计算两个整数的最大公约数。最古老的算法之一,出现在公元前300前欧几里得的《几何原本》。
12、期望-最大算法(Expectation-maximization algorithm,又名EM-Training)——在统计计算中,期望-最大算法在概率模型中寻找可能性最大的参数估算值,其中模型依赖于未发现的潜在变量。EM在两个步骤中交替计算,第一步是计算期望,利用对隐藏变量的现有估计值,计算其最大可能估计值;第二步是最大化,最大化在第一步上求得的最大可能值来计算参数的值。
13、快速傅里叶变换(Fast Fourier transform,FFT)——计算离散的傅里叶变换(DFT)及其反转。该算法应用范围很广,从数字信号处理到解决偏微分方程,到快速计算大整数乘积。
14、梯度下降(Gradient descent)——一种数学上的最优化算法。
15、哈希算法(Hashing)。
16、堆排序(Heaps)。
17、Karatsuba乘法——需要完成上千位整数的乘法的系统中使用,比如计算机代数系统和大数程序库,如果使用长乘法,速度太慢。该算法发现于1962年。
18、LLL算法(Lenstra-Lenstra-Lovasz lattice rection)——以格规约(lattice)基数为输入,输出短正交向量基数。LLL算法在以下公共密钥加密方法中有大量使用:背包加密系统(knapsack)、有特定设置的RSA加密等等。
19、最大流量算法(Maximum flow)——该算法试图从一个流量网络中找到最大的流。它优势被定义为找到这样一个流的值。最大流问题可以看作更复杂的网络流问题的特定情况。最大流与网络中的界面有关,这就是最大流-最小截定理(Max-flow min-cut theorem)。Ford-Fulkerson 能找到一个流网络中的最大流。
20、合并排序(Merge Sort)。
21、牛顿法(Newton’s method)——求非线性方程(组)零点的一种重要的迭代法。
22、Q-learning学习算法——这是一种通过学习动作值函数(action-value function)完成的强化学习算法,函数采取在给定状态的给定动作,并计算出期望的效用价值,在此后遵循固定的策略。Q-leanring的优势是,在不需要环境模型的情况下,可以对比可采纳行动的期望效用。
23、两次筛法(Quadratic Sieve)——现代整数因子分解算法,在实践中,是目前已知第二快的此类算法(仅次于数域筛法Number Field Sieve)。对于110位以下的十位整数,它仍是最快的,而且都认为它比数域筛法更简单。
24、RANSAC——是“RANdom SAmple Consensus”的缩写。该算法根据一系列观察得到的数据,数据中包含异常值,估算一个数学模型的参数值。其基本假设是:数据包含非异化值,也就是能够通过某些模型参数解释的值,异化值就是那些不符合模型的数据点。
25、RSA——公钥加密算法。首个适用于以签名作为加密的算法。RSA在电商行业中仍大规模使用,大家也相信它有足够安全长度的公钥。
26、Sch?nhage-Strassen算法——在数学中,Sch?nhage-Strassen算法是用来完成大整数的乘法的快速渐近算法。其算法复杂度为:O(N log(N) log(log(N))),该算法使用了傅里叶变换。
27、单纯型算法(Simplex Algorithm)——在数学的优化理论中,单纯型算法是常用的技术,用来找到线性规划问题的数值解。线性规划问题包括在一组实变量上的一系列线性不等式组,以及一个等待最大化(或最小化)的固定线性函数。
28、奇异值分解(Singular value decomposition,简称SVD)——在线性代数中,SVD是重要的实数或复数矩阵的分解方法,在信号处理和统计中有多种应用,比如计算矩阵的伪逆矩阵(以求解最小二乘法问题)、解决超定线性系统(overdetermined linear systems)、矩阵逼近、数值天气预报等等。
29、求解线性方程组(Solving a system of linear equations)——线性方程组是数学中最古老的问题,它们有很多应用,比如在数字信号处理、线性规划中的估算和预测、数值分析中的非线性问题逼近等等。求解线性方程组,可以使用高斯—约当消去法(Gauss-Jordan elimination),或是柯列斯基分解( Cholesky decomposition)。
30、Strukturtensor算法——应用于模式识别领域,为所有像素找出一种计算方法,看看该像素是否处于同质区域( homogenous region),看看它是否属于边缘,还是是一个顶点。
31、合并查找算法(Union-find)——给定一组元素,该算法常常用来把这些元素分为多个分离的、彼此不重合的组。不相交集(disjoint-set)的数据结构可以跟踪这样的切分方法。合并查找算法可以在此种数据结构上完成两个有用的操作:
查找:判断某特定元素属于哪个组。
合并:联合或合并两个组为一个组。
32、维特比算法(Viterbi algorithm)——寻找隐藏状态最有可能序列的动态规划算法,这种序列被称为维特比路径,其结果是一系列可以观察到的事件,特别是在隐藏的Markov模型中。
以上就是Christoph博士对于最重要的算法的调查结果。你们熟悉哪些算法?又有哪些算法是你们经常使用的?
Ⅹ 算法的常用设计方法有哪些
递归和递推。递归和递推是学习算法设计的第一步。递归算法是把大问题分解成相对较小的问题的过程,而递推就是从小问题逐步推导出大问题的过程;搜索、枚举及优化剪枝。搜索在所有算法中既是最简单也是最复杂的算法;动态规划(冲铅简称DP)。动凳哗态规枣判行划的特点是能够把很复杂的问题分解成一个个阶段来处理的递推方法;贪心。贪心算法是所谓的“只顾眼前利益”的算法;分治、构造等。分治就是把问题分成若干子问题,然后“分而治之”;构造是指按照一定的规则产生解决问题的方法。