好程式設計師Java培訓分享演算法系列之演算法概述

　　好程式設計師 Java 培訓分享 演算法系列之演算法概述 ， 開篇 ： 演算法，一個聽起來很厲害的詞。也是最近幾年特別火的詞。很多大學生都想學習演算法，因為它是大廠和高薪工作的代名詞。但是有關演算法系列的書籍或者文章不多，或者說是成系列的、從入門到精通的文章不多，從而導致我們學習起來比較困難。於是，我就計劃寫一系列適合大學生學習的演算法文章，讓更多的人能學習演算法。本系列的所有演算法實現將採用java 程式碼實現，所以需要有一定的 java 基礎。

什麼是演算法？

在Collins大詞典中有如下解釋：

An algorithm is a series of mathematical steps, especially in a computer program, which will give you the answer to a particular kind of problem or question.

在計算機中，由計算機程式（可以是java、c、Python等），透過一系列的數學步驟，解決一個特定問題的方法就是演算法。

大白話理解，演算法就是在計算機中實現數學邏輯或者數學公式的程式碼。

學習演算法需要掌握的知識

1、任何一種程式語言，java、c、c++、Python等。

2、資料結構，不如陣列、連結串列、樹、圖等

3、有一定的數學功底，如果數學知識忘記不要緊，文章中如果涉及到高中以上數學知識的話，也會帶著大家複習一下數學。

演算法和數學聯絡和區別

上面我們解釋什麼是演算法的時候，提到了數學，那麼數學和演算法是什麼關係呢？是不是演算法就等於數學呢？帶著這樣的疑問，我們來看下面的這個例子。

1、一道小學數學題舉例：

題目：請計算1+2+3+4+…+N的和。

數學公式：(1+N)*N/2

上面這個公式就是數學公式，大家應該沒有異議吧。因為我們在小學學習數學的時候就見過這樣的一道數學題。那麼同樣的數學題用java程式碼怎麼實現呢？

2、Java程式碼實現：

/**

 * 計算1+2+3+…+100的和

 * @param n

 * @return 返回總和

 */

public static int algorithm(int n){

    int sum=0;

    for (int I = 1; I <= n; I++) {

        sum+=I;

    }

    return sum;

}

上面這個程式碼，稍微懂程式的人都能看明白，寫得沒有錯，就是一個地道的java程式碼在計算1到n的總和。

3、Java演算法實現：

public static int algorithm2(int n) {

    return (1+n)*n/2;

}

上面程式碼是java演算法實現的1到n的總和，有同學可能有疑問，這不就是數學公式嗎，寫到程式碼裡面就是演算法了？對，這就是演算法。當然，上面這個演算法非常簡單，簡單到方法體內部就是一個數學公式；也會有非常複雜的數學邏輯需要有很多行程式碼才能實現。

總結：用程式碼實現的數學叫做演算法。

學習演算法為什麼要掌握資料結構

演算法必然會有資料的輸入和輸出，比如上面的1到100的演算法。入參就是輸入的資料，返回值就是輸出的資料。往往有一些演算法在執行之前，需要先整理資料（就好比把資料存起來），整理資料必然要涉及到資料結構。資料提前整理的比較好，演算法可能就比較簡單；資料比較雜亂，演算法可能就比較複雜。

演算法的作用

為一個任務找到最合適的演算法，可以大大提升計算機的效能。演算法可以在固定的硬體條件下來提升系統的效能；如果沒有演算法，我們只能靠增加機器裝置來提升系統效能。所以，演算法有助於系統最佳化。往往在實際開發中，為了找到一個最合適的演算法，我們需要反覆且複雜的數學分析，也叫做演算法分析。

總結

演算法是一種特殊的數學形式，掌握演算法，不論是java程式設計師或者c程式設計師，都是有非常大的意義，至少寫出來的程式碼效能好。