演算法五大思想
❶ 演算法思想可以簡單說一下嗎
業界公認的常用演算法思想有8種,分別是枚舉、遞推、遞歸、分治、貪心、試探法、動態迭代和模擬。當然8種只是一個大概的劃分,是一個「仁者見仁、智者見智」的問題。
枚舉演算法思想
枚舉演算法思想的最大特點是,在面對任何問題時它會去嘗試每一種解決方法。在進行歸納推理時,如果逐個考察了某類事件的所有可能情況,因而得出一般結論,那麼這個結論是可靠的,這種歸納方法叫作枚舉法。
枚舉演算法基礎
枚舉演算法的思想是:將問題的所有可能的答案一一列舉,然後根據條件判斷此答案是否合適,保留合適的,丟棄不合適的。在C語言中,枚舉演算法一般使用while循環實現。使用枚舉演算法解題的基本思路如下。
① 確定枚舉對象、枚舉范圍和判定條件。
② 逐一列舉可能的解,驗證每個解是否是問題的解。
枚舉演算法一般按照如下3個步驟進行。
① 題解的可能范圍,不能遺漏任何一個真正解,也要避免有重復。
② 判斷是否是真正解的方法。
③ 使可能解的范圍降至最小,以便提高解決問題的效率。
❷ 配電網的五大演算法是什麼
(1)關聯表矩陣表示法,聯表矩陣,設備編號來分析設備的連接關系,得到網路的拓撲。其中建立了兩個表矩陣,N行13列的結點描述矩陣和M行16列的支路描述矩陣。
(2)網基矩陣表示法:該方法是基於圖論的表示方法。其基本思想是:配電網路是一個變結構的網路,網路由結點和弧構成。
(3)結點消去法:該方法即通過消去中間節點,降低鄰接矩陣的階數,減少計算量和計算冗餘度,提高計算速度。並且祥泰電氣提示這種演算法的基本思想是忽略掉中間結點,只分析對拓撲結構具有重要影響作用的結點之間的連通狀態。
(4)樹搜索法:在樹搜索中,將母線看作圖的頂點,將支路看作是圖的邊。通常對配電網來說,開關變位造成網路結構發生重大變化的情況是很少發生的。
(5)離散處理法:電力系統既含連續動態,也含離散動態。開關狀態變化引起電力系統網路結構變化,是一種典型的離散事件動態過程。
❸ 程序員都應該精通的六種演算法,你會了嗎
對於一名優秀的程序員來說,面對一個項目的需求的時候,一定會在腦海里浮現出最適合解決這個問題的方法是什麼,選對了演算法,就會起到事半功倍的效果,反之,則可能會使程序運行效率低下,還容易出bug。因此,熟悉掌握常用的演算法,是對於一個優秀程序員最基本的要求。
那麼,常用的演算法都有哪些呢?一般來講,在我們日常工作中涉及到的演算法,通常分為以下幾個類型:分治、貪心、迭代、枚舉、回溯、動態規劃。下面我們來一一介紹這幾種演算法。
一、分治演算法
分治演算法,顧名思義,是將一個難以直接解決的大問題,分割成一些規模較小的相同問題,以便各個擊破,分而治之。
分治演算法一般分為三個部分:分解問題、解決問題、合並解。
分治演算法適用於那些問題的規模縮小到一定程度就可以解決、並且各子問題之間相互獨立,求出來的解可以合並為該問題的解的情況。
典型例子比如求解一個無序數組中的最大值,即可以採用分治演算法,示例如下:
def pidAndConquer(arr,leftIndex,rightIndex):
if(rightIndex==leftIndex+1 || rightIndex==leftIndex){
return Math.max(arr[leftIndex],arr[rightIndex]);
}
int mid=(leftIndex+rightIndex)/2;
int leftMax=pidAndConquer(arr,leftIndex,mid);
int rightMax=pidAndConquer(arr,mid,rightIndex);
return Math.max(leftMax,rightMax);
二、貪心演算法
貪心演算法是指在對問題求解時,總是做出在當前看來是最好的選擇。也就是說,不從整體最優上加以考慮,他所做出的僅是在某種意義上的局部最優解。
貪心演算法的基本思路是把問題分成若干個子問題,然後對每個子問題求解,得到子問題的局部最優解,最後再把子問題的最優解合並成原問題的一個解。這里要注意一點就是貪心演算法得到的不一定是全局最優解。這一缺陷導致了貪心演算法的適用范圍較少,更大的用途在於平衡演算法效率和最終結果應用,類似於:反正就走這么多步,肯定給你一個值,至於是不是最優的,那我就管不了了。就好像去菜市場買幾樣菜,可以經過反復比價之後再買,或者是看到有賣的不管三七二十一先買了,總之最終結果是菜能買回來,但搞不好多花了幾塊錢。
典型例子比如部分背包問題:有n個物體,第i個物體的重量為Wi,價值為Vi,在總重量不超過C的情況下讓總價值盡量高。每一個物體可以只取走一部分,價值和重量按比例計算。
貪心策略就是,每次都先拿性價比高的,判斷不超過C。
三、迭代演算法
迭代法也稱輾轉法,是一種不斷用變數的舊值遞推新值的過程。迭代演算法是用計算機解決問題的一種基本方法,它利用計算機運算速度快、適合做重復性操作的特點,讓計算機對一組指令(或一定步驟)進行重復執行,在每次執行這組指令(或這些步驟)時,都從變數的原值推出它的一個新值。最終得到問題的結果。
迭代演算法適用於那些每步輸入參數變數一定,前值可以作為下一步輸入參數的問題。
典型例子比如說,用迭代演算法計算斐波那契數列。
四、枚舉演算法
枚舉演算法是我們在日常中使用到的最多的一個演算法,它的核心思想就是:枚舉所有的可能。枚舉法的本質就是從所有候選答案中去搜索正確地解。
枚舉演算法適用於候選答案數量一定的情況。
典型例子包括雞錢問題,有公雞5,母雞3,三小雞1,求m錢n雞的所有可能解。可以採用一個三重循環將所有情況枚舉出來。代碼如下:
五、回溯演算法
回溯演算法是一個類似枚舉的搜索嘗試過程,主要是在搜索嘗試過程中尋找問題的解,當發現已不滿足求解條件時,就「回溯」返回,嘗試別的路徑。
許多復雜的,規模較大的問題都可以使用回溯法,有「通用解題方法」的美稱。
典型例子是8皇後演算法。在8 8格的國際象棋上擺放八個皇後,使其不能互相攻擊,即任意兩個皇後都不能處於同一行、同一列或同一斜線上,問一共有多少種擺法。
回溯法是求解皇後問題最經典的方法。演算法的思想在於如果一個皇後選定了位置,那麼下一個皇後的位置便被限制住了,下一個皇後需要一直找直到找到安全位置,如果沒有找到,那麼便要回溯到上一個皇後,那麼上一個皇後的位置就要改變,這樣一直遞歸直到所有的情況都被舉出。
六、動態規劃演算法
動態規劃過程是:每次決策依賴於當前狀態,又隨即引起狀態的轉移。一個決策序列就是在變化的狀態中產生出來的,所以,這種多階段最優化決策解決問題的過程就稱為動態規劃。
動態規劃演算法適用於當某階段狀態給定以後,在這階段以後的過程的發展不受這段以前各段狀態的影響,即無後效性的問題。
典型例子比如說背包問題,給定背包容量及物品重量和價值,要求背包裝的物品價值最大。
❹ 演算法的五個重要特性
演算法的五大特性:
1、輸入: 演算法具有0個或多個輸入。
2、輸出: 演算法至少有1個或多個輸出。
3、有窮性: 演算法在有限的步驟之後會自動結束而不會無限循環,並且每- 一個步驟可以在可接受的時間內完成。
4、確定性:演算法中的每一步都有確定的含義,不會出現二義性。
5、可行性:演算法的每一步都是可行的,也就是說每一步都能夠執行有限的次數完。
拓展資料:
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。
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。
❺ 五大基本演算法——回溯法
回溯法是一種選優搜索法(試探法)。
基本思想:將問題P的狀態空間E表示成一棵高為n的帶全有序樹T,把求解問題簡化為搜索樹T。搜索過程採用 深度優先搜索 。搜索到某一結點時判斷該結點是否包含原問題的解,如果包含則繼續往下搜索,如果不包含則向祖先回溯。
通俗來說,就是利用一個樹結構來表示解空間,然後從樹的根開始深度優先遍歷該樹,到不滿足要求的葉子結點時向上回溯繼續遍歷。
幾個結點:
擴展結點:一個正在產生子結點的結點稱為擴展結點
活結點:一個自身已生成但未全部生成子結點的結點
死結點:一個所有子結點已全部生成的結點
1、分析問題,定義問題解空間。
2、根據解空間,確定解空間結構,得 搜索樹 。
3、從根節點開始深度優先搜索解空間(利用 剪枝 避免無效搜索)。
4、遞歸搜索,直到找到所要求的的解。
1、子集樹
當問題是:從n個元素的集合S中找出滿足某種性質的子集時,用子集樹。
子集樹必然是一個二叉樹。常見問題:0/1背包問題、裝載問題。
遍歷子集樹時間復雜度:O(2^n)
2、排列樹
當問題是:確定n個元素滿足某種排列時,用排列數。常見問題:TSP旅行商問題,N皇後問題。
遍歷排列樹時間復雜度:O(n!)
通俗地講,結合Java集合的概念,選擇哪種樹其實就是看最後所得結果是放入一個List(有序)里,還是放入一個Set(無序)里。
剪枝函數能極大提高搜索效率,遍歷解空間樹時,對於不滿足條件的分支進行剪枝,因為這些分支一定不會在最後所求解中。
常見剪枝函數:
約束函數(對解加入約束條件)、限界函數(對解進行上界或下界的限定)
滿足約束函數的解才是可行解。
1、0/1背包問題
2、TSP旅行商問題
3、最優裝載問題
4、N-皇後問題
具體問題可網路詳細內容。
❻ 演算法是什麼
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察並臘出。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。
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。
演算法思想:
1、遞推法
遞推是序列計算機中的一種常用演算法,它是按照一定的規律來計算序列中的每個項,通常是通過計算機前面的一些項來得出序列中的指定項的值。其思想是把一個復雜蔽卜的龐大的計算過程轉化為簡單過程的多次重復,該演算法利用了計算機速度快和不知疲倦的機器特點。
2、遞歸法
程序調用自身的編程技巧稱為遞歸,一個過程或函數在其定義或說明中有直接或間接調用自身的一種方法。它通常把一個大型復雜的問題層層轉化為一個與原問題相似的規模較小的問題來求解,遞歸策略只需少量的程序就可描述出解題過程所需敗滑要的多次重復計算。
以上內容參考:網路—演算法
❼ 計算機演算法必須具備哪5個特性
1、有窮性。一個演算法應包含有限的操作步驟,而不能是無限的。事實上「有窮性」往往指「在合理的范圍之內」。如果讓計算機執行一個歷時1000年才結束的演算法,這雖然是有窮的,但超過了合理的限度,人們不把他視為有效演算法。
2、確定性。演算法中的每一個步驟都應當是確定的,而不應當是含糊的、模稜兩可的。演算法中的每一個步驟應當不致被解釋成不同的含義,而應是十分明確的。也就是說,演算法的含義應當是唯一的,而不應當產生「歧義性」。
3、有零個或多個輸入性。所謂輸入是指在執行演算法是需要從外界取得必要的信息。
4、有一個或多個輸出。演算法的目的是為了求解,沒有輸出的演算法是沒有意義的。
5、有效性。 演算法中的每一個 步驟都應當能有效的執行。並得到確定的結果。
(7)演算法五大思想擴展閱讀
計算機演算法的產生背景:
歐幾里得演算法被人們認為是史上第一個演算法。 第一次編寫程序是Ada Byron於1842年為巴貝奇分析機編寫求解伯努利方程的程序,因此Ada Byron被大多數人認為是世界上第一位程序員。
因為查爾斯·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。 因為"well-defined procere"缺少數學上精確的定義,19世紀和20世紀早期的數學家、邏輯學家在定義演算法上出現了困難。