入门编程指南:解析算法编程概念及5大常用算法盘点
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(1) 有限性
在有限的步骤内完成。否则,计算机将继续执行,直到资源耗尽然后崩溃。
(2)确定性
每一步都确定了,该步骤的结果也就确定了。算法执行的过程就是与计算机交互的过程。每一步都必须清晰并符合语言规则,否则计算机将无法执行并报错。
(3) 可行性
每一步都有效执行,结果是确定的。每个具体步骤在由计算机执行时应该能够由计算机完成。如果这一步不能在计算机上实现,就达不到预期的目的,那么这一步就是不完整、不正确的,不可行。的。
(4) 零个或多个输入
从外界获取信息。算法过程可以没有数据输入,也可以有多个各种类型的数据输入,需要根据具体问题具体分析。
(5) 一个或多个输出
算法得到的结果就是算法的输出(不一定是打印输出)。算法的目的是解决特定问题。一旦问题解决了,就说明采用的算法是正确的,结果的输出就是验证这一目的的最好方式。
2、经典编程算法盘点
(1)快速排序算法
快速排序是托尼·霍尔(Tony Hall)开发的一种排序算法。平均而言,对n 个项目进行排序需要O(n log n) 次比较。在最坏的情况下,需要进行O(n2) 次比较,但这种情况并不常见。事实上,快速排序通常比其他(n log n) 算法快得多,因为它的内部循环可以在大多数架构上高效实现。快速排序使用分而治之的策略将列表分为两个子列表。
算法步骤:
步骤1:从数组中选择一个元素,称为“枢轴”,
步骤2 重新排序序列,使所有小于base值的元素都放在base的前面,所有大于base值的元素放在base的后面(相同的数字可以到任意一侧)。该分区退出后,碱基位于序列的中间。这称为分区操作。
步骤3:递归地对小于参考值的元素子数组和大于参考值的元素子数组进行排序。递归的最底情况是当数组的大小为零或一时,即它一直是排序的。尽管它不断递归,但该算法总是会退出,因为在每次迭代中,它都会将至少一个元素移动到其最终位置。
(2)堆排序算法
堆排序是指利用堆的数据结构设计的排序算法。堆叠是一种近似完全二叉树的结构,满足堆叠的性质:即子节点的键值或索引总是小于(或大于)其父节点。堆排序的平均时间复杂度为(nlogn)。
算法步骤:
步骤1 创建堆H[0.n-1]
步骤2 交换堆头(最大值)和堆尾
步骤3:将堆大小减少1并调用shift_down(0)。目的是将新数组的顶部数据调整到相应的位置。
步骤4 重复步骤2,直到堆的大小为1
(3)归并排序
归并排序(Merge sort,台语翻译:归并排序)是一种基于归并操作的有效排序算法。该算法是分而治之法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。
算法步骤:
步骤1:申请空间,使其大小为两个已排序序列之和。该空间用于存储合并后的序列。
步骤2:设置两个指针。初始位置是两个排序序列的起始位置。
步骤3 比较两个指针指向的元素,选择相对较小的元素放入合并空间,并将指针移动到下一个位置
步骤4 重复步骤3,直到指针到达序列末尾
(4)二分查找算法
二分搜索算法是一种在有序数组中查找特定元素的搜索算法。搜索过程从数组的中间元素开始。如果中间元素正好是要查找的元素,则查找过程结束;如果某个元素大于或小于中间元素,则在数组中大于或小于中间元素的一半中进行搜索。然后像开始一样从中间元素开始比较。如果到了某步数组为空,则说明找不到。该搜索算法每次比较都会将搜索范围缩小一半。半搜索每次将搜索区域缩小一半,时间复杂度为(logn)。
(5)BFPRT(线性搜索算法)
BFPRT算法解决的问题非常经典,就是从n个元素的序列中选择第k大(第k小)的元素。通过巧妙的分析,BFPRT可以保证在最坏情况下时间复杂度仍然是线性的。这个算法的思想和快速排序类似。当然,为了让算法在最坏的情况下仍然达到o(n)的时间复杂度,五位算法作者做了精致的处理。
算法步骤:
步骤1 将n 个元素分为5 个组,分为n/5(上限)组。
步骤2:获取每组的中位数并使用任意排序方法,例如插入排序。
步骤3:递归调用选择算法求上一步中所有中位数的中位数,将其设置为x,中位数为偶数的情况下,设置为选择中间较小的那个。
步骤4:用x对数组进行划分,令小于或等于x的数为k,大于x的数为n-k。
步骤5:如果i==k,则返回x;如果是ik,则递归查找大于x的元素中第i-k个最小的元素。终止条件:当n=1时,返回小元素i。
另外,现在我们大部分朋友都不知道如何入门编程,如何打好基础!种一棵树最好的时间是十年前,其次是现在。对于准备学习编程的人来说,如果你想更好地提升自己的编程核心能力(内功),不妨现在就开始吧!
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相关问答
答: 很多人都说“算法编程”听起来很复杂,其实它很简单! 就像你学习做菜一样,你需要先了解食谱(算法),然后一步一步按照步骤操作食材(代码),最后就能做出美味的菜(程序)。 所以 “算法编程” 就相当于用代码来表达一种解决问题的步骤,让电脑能够自动完成各种任务。
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答: 比如你想写一个程序来排序一排数字,你就需要先设计出一种排序方法 – 这就是算法。然后,你需要用代码把这个排序方法一步一步地描述出来,让电脑按照你的指示完成排序工作。学习算法编程就是学习如何设计这些解决问题的步骤,并将其用代码的形式表达出来.
96 人赞同了该回答
答: 其实常用的算法有很多,但有一些算得上“老朋友”了!比如说:排序算法,比如我们常见的冒泡排序、插入排序等等,这些算法都是用来对数据进行排列的;还有搜索算法,比如二分查找,它可以快速地在有序的数组中找到特定的元素。最后,还有一个非常常用的算法 - 分支结构编程,它包含了条件判断和循环,能够帮助程序员完成更复杂的逻辑操作。
203 人赞同了该回答
答: 除此之外,还有很多其他的常用算法,比如图算法、动态规划等等,这些都是解决特定问题类型时的利器! 当然,想要成为一名优秀的程序员,需要不断学习和掌握更多的算法知识。
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