毛千一

【摘 要】隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也在不斷轉(zhuǎn)型升級(jí)，傳統(tǒng)重工業(yè)為主的發(fā)展模式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要，以電子信息為主的高新技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)始嶄露頭角，呈現(xiàn)出前所未有的活力。計(jì)算機(jī)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中扮演著不可或缺的角色，計(jì)算機(jī)軟件的運(yùn)行需要依靠編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，而數(shù)學(xué)算法在其中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。本文立足于對(duì)數(shù)學(xué)算法及計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行分析，探討數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化中的作用。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)編程；數(shù)學(xué)算法；作用

在高中課程體系中，數(shù)學(xué)算法是建模學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，將算法完美應(yīng)用于計(jì)算機(jī)編程中是實(shí)現(xiàn)軟件開(kāi)發(fā)的主要手段，同時(shí)才能保證計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的合格性。因此想要對(duì)計(jì)算機(jī)編程實(shí)施深入研究，就必須掌握一定的數(shù)學(xué)算法知識(shí)。只有對(duì)數(shù)學(xué)算法應(yīng)用于計(jì)算機(jī)編程的方方面面深入了解透徹，才能更好地為信息技術(shù)革新提供充足動(dòng)力。

一、數(shù)學(xué)算法與計(jì)算機(jī)編程概述

數(shù)學(xué)算法屬于高中數(shù)學(xué)歸納算法的一種，通常是從整體性角度對(duì)事物的數(shù)學(xué)規(guī)律進(jìn)行研究、歸納，尋求最佳的求解途徑來(lái)達(dá)到簡(jiǎn)便工作量的目的?？偟膩?lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)算法是挖掘事物內(nèi)部的運(yùn)行規(guī)律，以最簡(jiǎn)易的方式來(lái)獲取計(jì)算結(jié)果，從這一方面來(lái)講，數(shù)學(xué)算法對(duì)于計(jì)算機(jī)編程影響深遠(yuǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中易被忽略[1]。現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)編程領(lǐng)域已經(jīng)意識(shí)到數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化作用，并且得到廣泛應(yīng)用，例如C語(yǔ)言就占據(jù)著重要地位。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)編程應(yīng)用數(shù)學(xué)算法的范圍正在逐步擴(kuò)大，依賴程度有所加深。在我們高中學(xué)習(xí)中，數(shù)學(xué)算法作為數(shù)學(xué)建模思想受到老師的重點(diǎn)關(guān)注，老師利用數(shù)學(xué)符號(hào)、語(yǔ)言來(lái)對(duì)對(duì)象信息深入了解，然后教會(huì)我們使用計(jì)算機(jī)加以運(yùn)算，取得了良好的效果。

二、分析數(shù)學(xué)算法對(duì)計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化的作用

編程是計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的核心，通過(guò)編寫計(jì)算機(jī)語(yǔ)言組成合理的應(yīng)用功能。從分析計(jì)算器開(kāi)始為例，計(jì)算器各種運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)都是通過(guò)編寫語(yǔ)言展開(kāi)計(jì)算。數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用發(fā)揮優(yōu)化計(jì)算機(jī)編程效果，包括以下幾個(gè)方面。

（一）數(shù)學(xué)算法優(yōu)化計(jì)算機(jī)C語(yǔ)言編程

C語(yǔ)言屬于計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言中的基礎(chǔ)語(yǔ)言，因此應(yīng)用范圍比較廣泛，同時(shí)為高級(jí)語(yǔ)言打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在C語(yǔ)言的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程會(huì)遇到一些編譯難題，這種程序語(yǔ)言的編譯要遵循嚴(yán)格代碼邏輯操作，同時(shí)受到自身局限性的困擾。數(shù)學(xué)算法的合理應(yīng)用，有助于精簡(jiǎn)相應(yīng)復(fù)雜代碼，從數(shù)學(xué)思維角度思考使得代碼程序得到簡(jiǎn)化[2]，這樣能夠提升整個(gè)運(yùn)行過(guò)程的高效率工作。在編程過(guò)程中應(yīng)用數(shù)學(xué)算法，首先要做好思維邏輯的整理，分析出整個(gè)流程圖的設(shè)計(jì)構(gòu)造，然后按照整個(gè)邏輯順利實(shí)現(xiàn)程序的運(yùn)轉(zhuǎn)。C語(yǔ)言使用數(shù)學(xué)算法簡(jiǎn)便化語(yǔ)言構(gòu)造，精煉編程的形式，本身數(shù)學(xué)算法的抽象性結(jié)合到C語(yǔ)言當(dāng)中會(huì)更加發(fā)揮出優(yōu)勢(shì)，相關(guān)的時(shí)間冗余問(wèn)題能夠合理解決。

（二）數(shù)學(xué)算法優(yōu)化面向?qū)ο笳Z(yǔ)言

面向?qū)ο笳Z(yǔ)言具體指代C++，是在C語(yǔ)言基礎(chǔ)上演化得來(lái)。正常來(lái)講，面向?qū)ο笳Z(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)實(shí)行封裝對(duì)象，將語(yǔ)言中的弊端轉(zhuǎn)變成有效的程序，這樣會(huì)提高計(jì)算機(jī)編程的整體效率。數(shù)學(xué)算法作為一種高效的數(shù)學(xué)思想，能夠通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)的統(tǒng)一運(yùn)算，高效化解決問(wèn)題[3]。建模思想在面向?qū)ο笳Z(yǔ)言中進(jìn)一步加強(qiáng)程序設(shè)計(jì)的實(shí)效性和優(yōu)勢(shì)，通過(guò)分類的不同來(lái)繼承邏輯的程序設(shè)計(jì)。

（三）數(shù)學(xué)算法設(shè)計(jì)出合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是發(fā)揮數(shù)學(xué)算法性能的關(guān)鍵，一個(gè)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)利用數(shù)學(xué)算法實(shí)現(xiàn)便捷化變量訪問(wèn)，同時(shí)減少變量訪問(wèn)中需要的內(nèi)存空間，提高運(yùn)行算法的效率。比如，以稀疏矩陣為例，如果矩陣元素含有較多，那么需要考慮到矩陣是否有充足的空間來(lái)容納；如果直接定義二維數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)矩陣，在不了解稀疏矩陣的多數(shù)零元素下會(huì)造成存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)，而數(shù)學(xué)算法中的三元組存儲(chǔ)矩陣造成資源的有效利用，極大壓縮稀疏矩陣占據(jù)的存儲(chǔ)空間，提高算法效率。此外，共享變量和聯(lián)合體方式在同一內(nèi)存空間中，通過(guò)優(yōu)化算法空間復(fù)雜度來(lái)提高算法效率[4]。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)學(xué)算法是高中學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，作為一種歸納法的建模思想對(duì)于后續(xù)計(jì)算機(jī)編程的學(xué)習(xí)影響深遠(yuǎn)。當(dāng)前利用數(shù)學(xué)算法來(lái)解決實(shí)際的數(shù)學(xué)問(wèn)題是高中學(xué)習(xí)中的常態(tài)。作為一名高中生，首先要具備數(shù)學(xué)算法的解題思想，才能提高自己的學(xué)習(xí)效率，不斷尋找到更多的數(shù)學(xué)思想應(yīng)用到學(xué)習(xí)的各個(gè)方面，發(fā)揮出數(shù)學(xué)算法的價(jià)值，而不僅僅是優(yōu)化計(jì)算機(jī)編程的作用，還能簡(jiǎn)化語(yǔ)言，有效推動(dòng)計(jì)算機(jī)邏輯算法的設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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