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算法有多少种

发布时间: 2024-09-22 20:48:44

① 什么叫算法算法有哪几种表示方法

算法(Algorithm)是指解题方案的准确而完整的描述,是一系列解决问题的清晰指令,算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。计算机科学家往往将“算法”一词的含义限定为此类“符号算法”。“算法”概念的初步定义:一个算法是解决一个问题的进程。而并不需要每次都发明一个解决方案。

已知的算法有很多,例如“分治法”、“枚举测试法”、“贪心算法”、“随机算法”等。

(1)算法有多少种扩展阅读

算法中的“分治法”

“分治法”是把一个复杂的问题拆分成两个较为简单的子问题,进而两个子问题又可以分别拆分成另外两个更简单的子问题,以此类推。问题不断被层层拆解。然后,子问题的解被逐层整合,构成了原问题的解。

高德纳曾用过一个邮局分发信件的例子对“分治法”进行了解释:信件根据不同城市区域被分进不同的袋子里;每个邮递员负责投递一个区域的信件,对应每栋楼,将自己负责的信件分装进更小的袋子;每个大楼管理员再将小袋子里的信件分发给对应的公寓。

② 算法的种类有哪些

算法的种类有很多,主要包括以下几种:
1. 排序算法
排序算法是计算机科学中最为基础和常用的算法之一。这类算法的主要目的是将一组数据按照特定的顺序进行排列。常见的排序算法包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等。
2. 图算法
图算法是用于处理图形数据的算法,主要应用于图论和计算机科学中的相关领域。常见的图算法包括最短路径算法、拓扑排序算法等。这些算法在解决诸如网络路由、地图导航等问题时非常有用。
3. 搜索算法
搜索算法主要用于在数据结构中查找特定信息。这些算法可以是线性的或非线性的。它们广泛应用于各种领域,如数据库查询、自然语言处理等。
4. 动态规划算法
动态规划是一种在数学和计算机科学中用于解决优化问题的技术。它通过分解问题为若干个子问题,并存储子问题的解以重用它们来解决更大的问题。常见的动态规划算法包括背包问题、最短路径问题等。这些算法在处理复杂问题时具有很高的效率和准确性。
除了上述几种常见的算法类型外,还有许多其他类型的算法,如机器学习算法、加密算法、数据结构操作算法等。每种类型的算法都有其特定的应用场景和优势,以满足不同的需求。

③ 程序员都应该精通的六种算法,你会了吗

对于一名优秀的程序员来说,面对一个项目的需求的时候,一定会在脑海里浮现出最适合解决这个问题的方法是什么,选对了算法,就会起到事半功倍的效果,反之,则可能会使程序运行效率低下,还容易出bug。因此,熟悉掌握常用的算法,是对于一个优秀程序员最基本的要求。


那么,常用的算法都有哪些呢?一般来讲,在我们日常工作中涉及到的算法,通常分为以下几个类型:分治、贪心、迭代、枚举、回溯、动态规划。下面我们来一一介绍这几种算法。


一、分治算法


分治算法,顾名思义,是将一个难以直接解决的大问题,分割成一些规模较小的相同问题,以便各个击破,分而治之。


分治算法一般分为三个部分:分解问题、解决问题、合并解。

分治算法适用于那些问题的规模缩小到一定程度就可以解决、并且各子问题之间相互独立,求出来的解可以合并为该问题的解的情况。


典型例子比如求解一个无序数组中的最大值,即可以采用分治算法,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、贪心算法


贪心算法是指在对问题求解时,总是做出在当前看来是最好的选择。也就是说,不从整体最优上加以考虑,他所做出的仅是在某种意义上的局部最优解。


贪心算法的基本思路是把问题分成若干个子问题,然后对每个子问题求解,得到子问题的局部最优解,最后再把子问题的最优解合并成原问题的一个解。这里要注意一点就是贪心算法得到的不一定是全局最优解。这一缺陷导致了贪心算法的适用范围较少,更大的用途在于平衡算法效率和最终结果应用,类似于:反正就走这么多步,肯定给你一个值,至于是不是最优的,那我就管不了了。就好像去菜市场买几样菜,可以经过反复比价之后再买,或者是看到有卖的不管三七二十一先买了,总之最终结果是菜能买回来,但搞不好多花了几块钱。


典型例子比如部分背包问题:有n个物体,第i个物体的重量为Wi,价值为Vi,在总重量不超过C的情况下让总价值尽量高。每一个物体可以只取走一部分,价值和重量按比例计算。

贪心策略就是,每次都先拿性价比高的,判断不超过C。


三、迭代算法


迭代法也称辗转法,是一种不断用变量的旧值递推新值的过程。迭代算法是用计算机解决问题的一种基本方法,它利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点,让计算机对一组指令(或一定步骤)进行重复执行,在每次执行这组指令(或这些步骤)时,都从变量的原值推出它的一个新值。最终得到问题的结果。


迭代算法适用于那些每步输入参数变量一定,前值可以作为下一步输入参数的问题。


典型例子比如说,用迭代算法计算斐波那契数列。


四、枚举算法


枚举算法是我们在日常中使用到的最多的一个算法,它的核心思想就是:枚举所有的可能。枚举法的本质就是从所有候选答案中去搜索正确地解。

枚举算法适用于候选答案数量一定的情况。


典型例子包括鸡钱问题,有公鸡5,母鸡3,三小鸡1,求m钱n鸡的所有可能解。可以采用一个三重循环将所有情况枚举出来。代码如下:



五、回溯算法


回溯算法是一个类似枚举的搜索尝试过程,主要是在搜索尝试过程中寻找问题的解,当发现已不满足求解条件时,就“回溯”返回,尝试别的路径。

许多复杂的,规模较大的问题都可以使用回溯法,有“通用解题方法”的美称。


典型例子是8皇后算法。在8 8格的国际象棋上摆放八个皇后,使其不能互相攻击,即任意两个皇后都不能处于同一行、同一列或同一斜线上,问一共有多少种摆法。


回溯法是求解皇后问题最经典的方法。算法的思想在于如果一个皇后选定了位置,那么下一个皇后的位置便被限制住了,下一个皇后需要一直找直到找到安全位置,如果没有找到,那么便要回溯到上一个皇后,那么上一个皇后的位置就要改变,这样一直递归直到所有的情况都被举出。


六、动态规划算法


动态规划过程是:每次决策依赖于当前状态,又随即引起状态的转移。一个决策序列就是在变化的状态中产生出来的,所以,这种多阶段最优化决策解决问题的过程就称为动态规划。


动态规划算法适用于当某阶段状态给定以后,在这阶段以后的过程的发展不受这段以前各段状态的影响,即无后效性的问题。


典型例子比如说背包问题,给定背包容量及物品重量和价值,要求背包装的物品价值最大。


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