聽(tīng)起來(lái)高大上的“算法”，其實(shí)一點(diǎn)也不難學(xué)！

本專(zhuān)欄用最簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言和邏輯，脫離編程語(yǔ)言的束縛，在最短時(shí)間內(nèi)，從算法概念/程序結(jié)構(gòu)/數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/算法思想/應(yīng)用方法這五個(gè)方面，跟您一起，輕松地理解算法知識(shí)，掌握算法思維。

算法太重要了

“人工智能”，“機(jī)器學(xué)習(xí)”，“大數(shù)據(jù)”，這些越來(lái)越常聽(tīng)到的字眼，背后其實(shí)都是一個(gè)個(gè)“算法”。

諸多高新科技，似乎都離不開(kāi)“算法”的“加持”。

科學(xué)家 / 工程師 / 技術(shù)人員，現(xiàn)在如果不懂點(diǎn)算法，都不太好意思了。

算法其實(shí)很容易

聽(tīng)著這么高大上的“算法”其實(shí)一點(diǎn)也不難學(xué)！

為啥講算法的書(shū)卻很難看懂？

就是講得太復(fù)雜了么，不同編程語(yǔ)言還都不一樣。

專(zhuān)欄特點(diǎn)

1. 語(yǔ)言和邏輯極簡(jiǎn)，化復(fù)雜為通俗易懂，極速掌握；

2. 不使用編程語(yǔ)言！是的，這才是算法入門(mén)的最速方法；

3. 直擊算法思維的核心點(diǎn)，不在次要知識(shí)上浪費(fèi)時(shí)間。

什么是“算法”

算法，一看字面就知道，肯定是“計(jì)算方法”的簡(jiǎn)稱(chēng)啦，特指“計(jì)算機(jī)的計(jì)算方法”，所以，算法是由電腦程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

算法，英文叫Algorithm，就是為了讓電腦解決一個(gè)問(wèn)題而設(shè)計(jì)出來(lái)的一套計(jì)算方法，這套計(jì)算方法的設(shè)計(jì)是依靠“數(shù)學(xué)模型”的建立。

也就是說(shuō)，程序員在設(shè)計(jì)算法之前，會(huì)將實(shí)際問(wèn)題理解分析，歸納為一個(gè)“具體的數(shù)學(xué)問(wèn)題”。

算法是解決問(wèn)題的計(jì)算方法

算法有這么幾個(gè)特征

1 確定

算法的每一個(gè)步驟都有“明確的意義”，對(duì)于算法結(jié)果的預(yù)期也是明確的。

2 有窮

算法不能一直算，停不下來(lái)是不行的；要有一個(gè)明確的結(jié)束條件，要不然算到“天荒地老”還有什么意義呢？

3 可行

有個(gè)笑話(huà)說(shuō)一個(gè)人面試會(huì)計(jì)師，算數(shù)特別快瞬間出結(jié)果，但是就是算得不對(duì)。

4 輸入輸出

算法就是用來(lái)解決問(wèn)題的，問(wèn)題的來(lái)源就是輸入，問(wèn)題的結(jié)果就是輸出。

再?gòu)?fù)雜的算法也是由一個(gè)個(gè)小算法組合成的

怎么設(shè)計(jì)一個(gè)算法程序呢

算法有三個(gè)要素——

數(shù)學(xué)模型，輸入輸出方法，算法步驟。

所以說(shuō)，怎么設(shè)計(jì)一個(gè)算法呢？

首先，先對(duì)要解決的問(wèn)題建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，把原問(wèn)題化為數(shù)學(xué)問(wèn)題；

然后，將問(wèn)題的“已知條件”化為“數(shù)據(jù)”輸入到數(shù)學(xué)模型中；

再然后，通過(guò)對(duì)輸入一步一步的轉(zhuǎn)化/處理/計(jì)算，得到結(jié)果；

最后，把結(jié)果按照希望的形式，輸出出來(lái)。

舉個(gè)例子吧

比如我們要解決一個(gè)問(wèn)題——班級(jí)里有30個(gè)同學(xué)，我們現(xiàn)在知道他們的姓名和考試分?jǐn)?shù)，比如小紅90分，小剛97分，小明60分等等，求班級(jí)里面哪位同學(xué)成績(jī)最好？

誰(shuí)的成績(jī)最好呢？

那么我們按照上面的步驟來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)小算法吧。

1 把原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題

求30個(gè)成績(jī)值中的最大值及對(duì)應(yīng)的姓名；

2 已知條件化為輸入數(shù)據(jù)

依次輸入30個(gè)名字和30個(gè)成績(jī)值；（其中名字的數(shù)據(jù)類(lèi)型為字符串，成績(jī)值的數(shù)據(jù)類(lèi)型為整數(shù)型，關(guān)于數(shù)據(jù)類(lèi)型我們將在后面詳細(xì)講解）

3 分步計(jì)算

這是一個(gè)典型的求最大值的問(wèn)題，方法很多，這里舉一種方法：

3-1 取出第1個(gè)同學(xué)和第2個(gè)同學(xué)的姓名和成績(jī)，比較大小，將那個(gè)較大的成績(jī)值儲(chǔ)存在一個(gè)位置，這個(gè)位置我們給他起個(gè)名字，就叫<當(dāng)前最大成績(jī)值>吧，再把這個(gè)較好的成績(jī)對(duì)應(yīng)的同學(xué)姓名存到另一個(gè)位置，就叫<當(dāng)前最好成績(jī)的同學(xué)姓名>；

3-2 這樣，第1個(gè)同學(xué)和第2個(gè)同學(xué)成績(jī)比較完成，得到了這2名同學(xué)中的成績(jī)最好的同學(xué)，信息儲(chǔ)存在：<當(dāng)前最大成績(jī)值>和<當(dāng)前最好成績(jī)的同學(xué)姓名>中；

3-3 下面就是重復(fù)性的工作了，把得到的<當(dāng)前最大成績(jī)值>和<當(dāng)前最好成績(jī)的同學(xué)姓名>與第3位同學(xué)進(jìn)行比較，仍然是把較大的成績(jī)值儲(chǔ)存在<當(dāng)前最大成績(jī)值>里，把這個(gè)較好的成績(jī)對(duì)應(yīng)的同學(xué)姓名存到<當(dāng)前最好成績(jī)的同學(xué)姓名>里；

3-4 這個(gè)過(guò)程一直進(jìn)行，直到把30個(gè)同學(xué)的信息都比較完，這時(shí)<當(dāng)前最大成績(jī)值>里存的值就是最好的成績(jī)，<當(dāng)前最好成績(jī)的同學(xué)姓名>里存的值就是這位最厲害的同學(xué)的姓名。

4 輸出

按照你想要的格式，將上面兩個(gè)儲(chǔ)存的值顯示出來(lái)，就完成了！

借上面的例子有幾點(diǎn)要說(shuō)明一下

1 解決同一個(gè)問(wèn)題，可能有各種各樣的算法。不同的算法，可能執(zhí)行速度不同，可能編寫(xiě)難易度不同，可能占用的資源不同，甚至可能計(jì)算準(zhǔn)確度都不同；很多時(shí)候并沒(méi)有最好的算法，只有在特定條件下最適合的算法。

2 每一個(gè)算法都有適用的條件，條件變了，算法可能就用好用了。比如上面例子，如果這個(gè)班級(jí)中有2個(gè)同學(xué)的成績(jī)剛好一樣，那么按理說(shuō)就應(yīng)該輸出兩個(gè)姓名和成績(jī)，上面的算法就需要改進(jìn)一下了。

算法 —— 一個(gè)強(qiáng)邏輯體

3 能把問(wèn)題具體化為一個(gè)或幾個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題，問(wèn)題就解決了一半。就如同學(xué)習(xí)和工作中一樣，所謂解決問(wèn)題的能力，有一半是分析問(wèn)題的能力，能夠將大問(wèn)題分解成小問(wèn)題，將抽象問(wèn)題等價(jià)為具體問(wèn)題。