什麼是演算法?一切皆演算法

程序员半支烟發表於2024-08-29

如果有人問我什麼演算法?我就一句話:演算法就是對一類問題的最優求解路徑。

1、計算機領域的演算法概念

演算法一直都是計算機領域非常重要的概念,具備極高的地位,各個公司對演算法的考察也非常熱衷。

我們只有在數學、計算機和人工智慧領域會聽到演算法的概念,再加上似乎沒人能講清楚演算法的概念。所以,一聽到演算法,很多人以為是個高深概念。

在電腦科學中,演算法是指一個被定義好的、計算機可施行其指示的有限步驟或次序,常用於計算、資料處理和自動推理。

簡單來說,演算法就是一個定義明確的步驟集合,用來解決特定問題或執行特定任務。或者說演算法是一種解決問題的方法,它透過一系列的步驟,逐步達到目標。

在程式設計中,演算法被用來處理資料、執行計算、自動推理和做出決策。

我們常用的公共類演算法很多,比如:

  • 排序演算法:如快速排序、氣泡排序等,用於將資料按特定順序排列。
  • 搜尋演算法:如二分查詢,用於在資料集中找到特定元素。
  • 加密演算法:如AES、RSA,用於資料加密和解密。
  • 路徑規劃演算法:如Dijkstra演算法,用於尋找最短路徑。

2、演算法只存在於計算機領域嗎

我們基本只會在數學和計算機領域聽過演算法的概念,提到“演算法”,很多人的第一反應是複雜的數學公式或計算機程式。那其他領域存在演算法嗎?

我的觀點是,演算法並不僅僅存在於科技領域,各個領域都存在演算法。

為什麼?因為演算法是一個通用概念,它是一種解決問題的思維方式,它幫助我們理清思路,找到最優的解決方案。

演算法說白了就是:對一類問題的最優求解路徑

每個行業都存在各種各樣的問題,每個問題都有對應的解決方法和步驟。有問題,有沉澱下來的解決路徑,這不就是演算法嘛。

所以每個行業都存在演算法。我們不要把演算法想的那麼高深。

3、生活中的演算法

比如在日常生活中,無論是農民在田間播種,還是建築師設計大樓,甚至是我們在解決生活中的問題時,演算法都無處不在。

農民種地的演算法:農民要種出好的麥子,這個過程就是一個演算法。首先,需要選擇合適的種子,這是輸入;然後,要根據天氣、土壤和季節來決定何時播種,這相當於判斷條件;最後,經過施肥、澆水、除草等一系列步驟,農民收穫了糧食。這就是一個完整的演算法過程。

建築師的演算法:建築師設計一棟堅固的房子也是在執行一套演算法。從選擇建築材料,到規劃結構,再到每一個房間的佈局,每一個步驟都是為了最終目標服務的。

日常生活中的演算法:就連你早晨起床的過程也可以看作一個演算法。你可能會在心裡梳理一個步驟:起床、刷牙、洗臉、吃早餐、出門。這些看似簡單的步驟,背後都有一個潛在的邏輯順序,確保你能夠順利開始新的一天。

社會的演算法:在社會中,規則和法律也是一種演算法。它們幫助我們解決各種社會問題,維護秩序。比如,交通規則就是為了避免混亂和事故的一套演算法;教育體系則是為了培養人才的一種演算法。

程式設計師的演算法:對於程式設計領域的演算法,有兩點說明:

  • 對於程式設計來說,編寫高效的程式碼就是在執行演算法。從需求分析到設計,再到編碼、測試,每一步都是有目的、有方向的。
  • 為什麼正常情況下我們不提“演算法”倆字呢?因為常規的編碼複雜度不高,在程式設計師的心目中低複雜度的流程和步驟還不足以稱之為“演算法”。但實際上簡單的流程和步驟也是演算法。

4、完結

演算法就是對一類問題的最優求解路徑,它存在於各行各業,無處不在。

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