Introduzione all'algoritmo nella programmazione
Il mondo intero è digitalizzato oggi. C'è un senso di intelligenza, c'è un senso di comunicazione in ogni dispositivo tradizionale che rende le nostre vite così facili, così veloci. Tutti questi progressi tecnologici sono portati avanti da un software che è un gruppo di programmi che hanno lo scopo di risolvere un problema. E ogni programma è basato su una logica / soluzione che viene chiamata come algoritmo. L'algoritmo del nome prende il nome dall'uomo intelligente di Baghdad, Al Khwarizmi. Fu il primo a introdurre nel mondo algoritmi meccanici, precisi e inequivocabili.
Che cos'è un algoritmo?
Una definizione di manuale standard sarebbe: un algoritmo è una soluzione passo-passo ben definita o una serie di istruzioni per risolvere un problema. Un algoritmo può essere il metodo per trovare il minimo comune multiplo di due numeri o la ricetta per cucinare Veg Manchurian.
Cos'è un algoritmo in una prospettiva di programmazione?
Vedete, in pratica il computer fa molta matematica, il che significa che ha molti problemi da risolvere. Questo è esattamente il motivo per cui gli algoritmi formano il cuore dell'informatica. Un algoritmo informatico è una procedura computazionale che accetta un insieme di input finiti e lo trasforma in output applicando un po 'di matematica e logica. Un algoritmo in programmazione avrà diversi passaggi come segue:
- Definizione del problema - Cosa si deve fare?
- Raccolta dati - Cosa dobbiamo risolvere per risolvere il problema? O input.
- Elaborazione dei dati : capire cosa abbiamo o trasformarli in una forma utilizzabile.
- Approccio logico : utilizzo dei dati raccolti e creati in base alla logica da risolvere.
- Soluzione : presentare la soluzione nel modo desiderato in una GUI o in un terminale, in un diagramma o in un grafico.
Per farla breve, dato il valore di input finito per x, un algoritmo lo trasforma in valore di output effettivo y, dove y è f (x) per alcune funzioni ben definite f.
Un aspetto importante da sapere è che gli algoritmi non sono strettamente legati a nessun linguaggio di programmazione. Sono soluzioni generiche in quanto tali.
In che modo l'algoritmo di programmazione rende il lavoro così semplice?
Il campo tematico degli algoritmi è cresciuto così in profondità che le teorie e le basi che ci vengono poste ci aiuteranno ad attaccare qualsiasi problema computazionale. Ci sono così tanti algoritmi efficienti che sono già pubblicati come ricerca binaria, ordinamento a bolle, ordinamento di inserzione, ordinamento di unione, ordinamento rapido, algoritmi di Euclid per trovare GCM, algoritmi di Prim per trovare il percorso più breve nel grafico, ecc.
Esistono tanti tipi di algoritmi come -
| Algoritmi di forza bruta | Quali sono gli approcci diretti per tentativi ed errori nella risoluzione dei problemi? Proprio come ripetete l'aggiunta per trovare il risultato di un problema di moltiplicazione. |
| Algoritmi di divisione e conquista | Che rompe il problema in piccoli sottoproblemi e quindi combina il risultato di ciascun sottoproblema per ottenere il risultato finale. Proprio come prima segregate le monete di diverse denominazioni in diversi secchi e quindi contate il numero di monete in ciascun secchio per trovare quante monete di singole denominazioni ci sono. |
| Algoritmi greedy | Che seguono un'euristica di risoluzione dei problemi per raggiungere il miglior stato successivo per trovare lo stato migliore finale come risultato. Proprio come trovi la zona meno ripida che si arrampica per una montagna per facilità. |
| Programmazione dinamica | Un approccio che equivale a dividere e conquistare ma divide il problema in sottoproblemi in modo tale che i loro risultati siano riutilizzabili per altri sottoproblemi. |
Tali metodologie ci aiutano a elaborare un buon algoritmo che possiede le seguenti caratteristiche distintive. Un buon algoritmo è -
- Preciso: conosce i passaggi esatti e corretti da eseguire.
- Unico: l'input per le istruzioni correnti proviene solo dall'istruzione precedente.
- Finito: l'algoritmo termina fornendo il risultato dopo l'esecuzione di un numero finito di istruzioni.
- Generalità: l'algoritmo è valido per l'insieme di input e non rigorosamente per un input.
Vantaggi dell'algoritmo e perché dovremmo usare l'algoritmo nella programmazione?
Più che avere un ampio orizzonte di applicazioni nel mondo reale, gli algoritmi agiscono come una potente lente per vedere attraverso un problema. Un algoritmo ci aiuta a decidere se un problema è risolvibile o meno. Se sì, allora come, quanto velocemente e quanto preciso? Altrimenti, un algoritmo ci aiuta di nuovo a decidere se possiamo risolverne una parte.
Parlando del motivo per cui dovremmo usare gli algoritmi nella programmazione, dobbiamo capire che i programmi per computer adottano algoritmi diversi eseguiti su hardware che ha un processore e una memoria e che questi componenti hanno dei limiti. Un processore non è infinitamente veloce e la memoria che abbiamo non è libera. Sono risorse limitate. Devono essere usati con saggezza e un buon algoritmo efficiente in termini di complessità temporale e complessità spaziale ti aiuterà a farlo.
In che modo questa tecnologia ti aiuterà nella crescita della tua carriera?
Proprio come qualsiasi altra tecnologia, anche la progettazione di algoritmi in programmazione è in continua evoluzione perché l'hardware del computer è in continua evoluzione. A partire dalle macchine tradizionali x86, dai supercomputer ai computer quantistici, c'è stato un cambiamento rivoluzionario nel modo di risolvere i problemi. Avere una forte conoscenza del design dell'algoritmo è ciò che differenzia un abile programmatore dal resto. Le risorse moderne non impongono davvero lo studio di algoritmi con così tanti framework e librerie software sviluppati, ma una comprensione approfondita degli stessi ti aiuterà molto di più.
Conclusione - Algoritmo in programmazione
Nonostante se un giorno avremo un processore incredibilmente veloce e una memoria continua, dobbiamo ancora studiare l'algoritmo, progettarli in modo da vedere se la soluzione termina e lo fa con un risultato corretto. Che si tratti di applicazioni commerciali, informatica scientifica, ingegneria, ricerca operativa o intelligenza artificiale, in ogni campo articolare problemi, capire algoritmi efficienti da risolvere e strutture di dati da affrontare rimarranno inevitabili per sempre.
Proprio come è un piano importante prima di lavorare. È importante definire l'algoritmo prima della codifica.
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Questa è stata una guida all'algoritmo in programmazione. Qui abbiamo discusso di come l'algoritmo sia utile nella programmazione della prospettiva insieme a vantaggi. Puoi anche consultare i seguenti articoli per saperne di più -
- Introduzione e componenti dell'algoritmo
- Che cos'è un algoritmo?
- Strutture di dati e domande di intervista agli algoritmi
- Linguaggi di programmazione per l'apprendimento degli algoritmi