簡述演算法的定義和特徵
演算法(Algorithm)是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。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。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。
特徵
一個演算法應該具有以下五個重要的特徵:
有窮性
(Finiteness)
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
(Definiteness)
演算法的每一步驟必須有確切的定義;
輸入項
(Input)
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出了初始條件;
輸出項
(Output)
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;
可行性
(Effectiveness)
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驟,即每個計算步驟都可以在有限時間內完成(也稱之為有效性)。
在C語言中的應用,常使用貪心,回溯,動態規劃,排序等各種演算法。
『貳』 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.
『叄』 演算法的要素是什麼演算法的特徵是什麼
一、演算法的要素包括:
1、數據對象的操作和操作:計算機可以執行的基本操作以指令的形式描述。
2、演算法的控制結構:演算法的功能結構不僅取決於所選的操作,還取決於操作之間的執行順序。
二、演算法的特徵如下:
1、有窮性:演算法的有窮性意味著演算法在執行有限的步驟之後必須能夠終止。
2、確切性:演算法的每一步都必須確切定義。
3、輸入項:一個演算法有0個或多個輸入來描述操作對象的初始條件。所謂的零輸入是指由演算法本身決定的初始條件。
4、輸出項:一個演算法有一個或多個輸出來反映處理輸入數據的結果。沒有輸出的演算法毫無意義。
5、可行性:演算法中執行的任何計算步驟都可以分解為基本的可執行操作步驟,即每個計算步驟都可以在有限的時間內完成。
(3)簡述演算法的定義和特徵擴展閱讀:
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。
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。
隨著計算機的發展,演算法在計算機方面已有廣泛的發展及應用,如用隨機森林演算法,來進行頭部姿勢的估計,用遺傳演算法來解決彈葯裝載問題,信息加密演算法在網路傳輸中的應用,並行演算法在數據挖掘中的應用等。
『肆』 演算法及其特性有哪些
1.演算法的重要特性(1)有窮性:一個演算法必須在執行有窮步驟之後正常結束,而不能形成無窮循環。
(2)確定性:演算法中的每一條指令必須有確切的含義,不能產生多義性。
(2)可行性:演算法中的每一條指令必須是切實可執行的,即原則上可以通過已經實現的基本運算執行有限次來實現。
(4)輸入:一個演算法應該有零個或多個輸入。
(5)輸出:一個演算法應該有一個或多個輸出,這些輸出是同輸入有特定關系的量。
2.演算法描述的方法(1)框圖描述:該方法使用流程圖或N-S圖來描述演算法。
(2)自然語言描述:該方法採用自然語言,同時添加高級程序設計語言如while、for和if等基本控制語句來描述演算法。這類描述方法自然、簡潔,但缺乏嚴謹性和結構性。
(2)類語言描述:這是介於程序設計語言和自然語言之間演算法描述形式,其特徵是突出演算法設計的主體部分而有意忽略某些過於嚴格的語法細節,如類C或C++的偽語言。這種演算法不能直接在計算機上運行,但專業設計人員經常使用它來描述演算法,它具有容易編寫、閱讀和格式統一的特點。
(4)程序設計語言描述:採用某種高級程序設計語言(如C或C++)來描述。這是可以在計算機上運行並獲得結果的演算法描述。
本課程將採用偽C語言進行演算法描述。
2.演算法與程序的關系演算法的含義與程序十分相似,但二者是有區別的。演算法和程序都是用來表達解決問題的邏輯步驟;演算法是對解決問題方法的具體描述,程序是演算法在計算機中的具體實現;一個程序不一定滿足有窮性(死循環),而演算法一定滿足有窮性;程序中的指令必須是機器可執行的,而演算法中的指令則無此限制;一個演算法若用計算機語言來書寫,則它就可以是一個程序。因此,程序是演算法,但演算法不一定是程序。4.演算法設計要求在演算法設計中,對同一個問題可以設計出不同的求解演算法。如何評價這些演算法的優劣,從而為演算法設計和選擇提供可靠的依據?通常可從以下四個方面評價演算法的質量:
(1)正確性:演算法應該能夠正確地執行預先規定的功能,並達到所期望的性能要求。
(2)可讀性:演算法應該好讀,以有利於讀者對程序的理解,便於調試和修改。
(2)健壯性:演算法應具有容錯處理。當輸入非法數據時,演算法應對其作出反應,而不是產生莫名其妙的輸出結果。
(4)效率與低存儲量需求:效率指的是演算法執行的時間。對於同一個問題,如果有多種演算法可以求解,執行時間短的演算法效率高。演算法存儲量指的是演算法執行過程中所需要的最大存儲空間。高效率和低存儲量這兩者與問題的規模有關。
『伍』 什麼是演算法有什麼特徵呢
演算法的五大特徵如下:
有窮性(Finiteness);確切性(Definiteness);輸入項(Input);輸出項(Output);可行性(Effectiveness)。
演算法是在有限步驟內求解某毀雹吵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,後者是操肆畝作實現的演算法。
『陸』 簡述演算法的定義和特徵以及它在c語言編程中如何使用的
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。
二、演算法設計的方法
1.遞推法
遞推法是利用問題本身所具有的一種遞推關系求問題解的一種方法。設要求問題規模為N的解,當N=1時,解或為已知,或能非常方便地得到解。能採用遞推法構造演算法的問題有重要的遞推性質,即當得到問題規模為i-1的解後,由問題的遞推性質,能從已求得的規模為1,2,…,i-1的一系列解,構造出問題規模為I的解。這樣,程序可從i=0或i=1出發,重復地,由已知至i-1規模的解,通過遞推,獲得規模為i的解,直至得到規模為N的解。
『柒』 演算法的基本概念和特徵
演算法是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。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。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。一個狀態到另一個狀態的轉移不一定是確定的。隨機化演算法在內的一些演算法,包含了一些隨機輸入。
一、數據對象的運算和操作:計算機可以執行的基本操作是以指令的形式描述的。一個計算機系統能執行的所有指令的集合,成為該計算機系統的指令系統。一個計算機的基本運算和操作有如下四類:
1.算術運算:加減乘除等運算。
2.邏輯運算:或、且、非等運算。
3.關系運算:大於、小於、等於、不等於等運算。
4.數據傳輸:輸入、輸出、賦值等運算。
二、演算法的控制結構:一個演算法的功能結構不僅取決於所選用的操作,而且還與各操作之間的執行順序有關。
『捌』 演算法的基本特徵有哪些 演算法的特徵包括什麼
演算法的基本特徵:1、輸入項,刻畫運算對象的擾嘩初始情況,本身定出了初始條件;2、確定性,每一步驟必須有確切的定義;3、有窮性,指演算法必須能在執行有限個步驟之後終止;4、輸出項,有一個或多個輸出,以反映對輸入數據加工後的結果。5、可行性,可執行的操作步驟。
1、輸入項:一個演算法有零個或多個輸入,以刻畫運算對象的初始情況。例如,在歐幾里得演算法中,有兩個輸入,即m和n。
2、確定性:演算法的每一個步驟必須要確切地定義。即演算法中所有有待執行的動作必須嚴格而不含混地進行規定,不能有歧義性。例如,歐幾里得演算法中,步驟1中明確規定「以m除以n,而不能有類似孫李型以m除n以或n除以m這類有兩種可能做法的規定。
3、有窮性:一個演算法在執行有窮步滯後必須結束。也就是說,一個演算法,它所包含的計算步驟是有限的。例如,在歐幾里得演算法中,m和n均為正整數,在步驟1之後,r必小於n,若r不等於0,下一次進行步驟1時,n的值已經減小,而正整數的遞降序列最後必然要終止。因此,無論給定m和n的原始值有多大,步驟1的執行都是有窮次。
4、輸出:演算法有一個或多個的輸出,即與輸入有某個特定關系的量,簡單地說就是演算法的最終結果。例如,在歐幾里得演算法中只有一個輸出,即步驟2中的n。
5、能行性:演算法中有待執行的運算和操作必須是相當基本的,換言之,他們都是能夠精確地進行的,演算法執行者甚至不需要掌握演算法的含義即可根據該演算法的每一步驟要求進行操作,並最終得出正確的結果。
演算法可以宏泛得分為三類
一、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。
則猜二、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。
三、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。
『玖』 什麼是演算法演算法有哪些特徵
一、演算法應該具有的五個特徵:
1.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;
2.確切性
演算法的每一步驟必須有確切的定義;
3.輸入項
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出了初始條件;
4.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。沒有輸出的演算法是毫無意義的;
5.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(也稱之為有效性)。
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。
二、演算法可以宏泛的分為三類:
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。
拓展資料:
演算法的要素:
一,數據對象的運算和操作:
計算機可以執行的基本操作是以指令的形式描述的。一個計算機系統能執行的所有指令的集合,成為該計算機系統的指令系統。一個計算機的基本運算和操作有如下四類:
1,算術運算:加減乘除等運算
2,邏輯運算:或、且、非等運算
3,關系運算:大於、小於、等於、不等於等運算
4,數據傳輸:輸入、輸出、賦值等運算[1]
二,演算法的控制結構:
一個演算法的功能結構不僅取決於所選用的操作,而且還與各操作之間的執行順序有關。