冉伏軍

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)在日常生活程度中的普及度越來越高，計(jì)算機(jī)程序的應(yīng)用也變得更加廣泛，而一個(gè)程序中最為重要的部分就是算法的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。在本文中，將根據(jù)計(jì)算機(jī)算法作為問題解決過程中作為求解步驟的特點(diǎn)，對(duì)其設(shè)計(jì)、效率與結(jié)構(gòu)展開分析，從而使計(jì)算機(jī)算法的應(yīng)用符合其對(duì)應(yīng)程序的具體要求。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)算法;算法設(shè)計(jì);應(yīng)用分析

引 言

作為計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)過程中的重要內(nèi)容，程序的構(gòu)成主要是以對(duì)應(yīng)的算法與數(shù)據(jù)所構(gòu)成的。為此，就要在設(shè)計(jì)的過程中，根據(jù)程序的根本問題以及所在，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)算法的正確應(yīng)用，以此來使相應(yīng)程序的整體完整性得到進(jìn)一步提升，并實(shí)現(xiàn)自身應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬。

一、計(jì)算機(jī)算法的求解

對(duì)于計(jì)算機(jī)算法來說，其自身作為一個(gè)指令的有限集合，能夠?qū)σ粋€(gè)與多個(gè)操作進(jìn)行表述，并實(shí)現(xiàn)對(duì)系列問題的解決。而作為此過程中的求解步驟，需要在運(yùn)用計(jì)算機(jī)算法的過程中，對(duì)其有窮性、確定性、可行性、輸入、輸出等內(nèi)容進(jìn)行明確，并在執(zhí)行相應(yīng)的步驟后，令其與對(duì)應(yīng)的求解步驟也、能夠在一個(gè)有窮的時(shí)間內(nèi)完成相應(yīng)的運(yùn)算。而在此過程中，其內(nèi)部的每一條語句也都能夠表明不同的含義，而這些含義也可以讓計(jì)算機(jī)與程序代碼的編寫人員進(jìn)行明確，確保其在實(shí)際應(yīng)用的過程中計(jì)算機(jī)算法是能夠進(jìn)行正常運(yùn)行的[1]。

二、計(jì)算機(jī)算法的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行程序編寫時(shí)，計(jì)算機(jī)算法應(yīng)當(dāng)根據(jù)正確性、可讀性、健壯性、效率與低儲(chǔ)存量需求等設(shè)計(jì)要點(diǎn)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)算法的設(shè)計(jì)。為此，就要在進(jìn)行算法的編寫過程中，考慮算法的邏輯性與語法正確性的同時(shí)，對(duì)其可讀性進(jìn)行提升，從而使算法能夠使人與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流的同時(shí)，使相應(yīng)的人員也可以正確的對(duì)算法進(jìn)行閱讀、理解與交流。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)算法的編寫時(shí)，也要將用戶錯(cuò)誤輸入的情況考慮在內(nèi)，確保算法自身的應(yīng)變能力。例如，實(shí)際生活的過程中，在登錄一些軟件或是網(wǎng)頁時(shí)，往往需要在窗口界面進(jìn)行用戶名以及密碼的輸入，如果由于在輸入的過程中，沒有正確的進(jìn)行密碼的輸入，就會(huì)彈出一個(gè)相應(yīng)的對(duì)話框進(jìn)行提示，而這便是算法在設(shè)計(jì)與應(yīng)用過程中應(yīng)變能力的一種體現(xiàn)。同時(shí)，如果想要使一個(gè)使用程序能夠在市場發(fā)展的過程中，更具有競爭力，就要在進(jìn)行算法設(shè)計(jì)的過程中，確保其效率最大化與內(nèi)存空間的最小化，從而提升程序的運(yùn)行速度，并確保其運(yùn)行效果。

三、計(jì)算機(jī)算法的效率

在進(jìn)行對(duì)計(jì)算機(jī)算法的效率進(jìn)行研究時(shí)，可以采取事后統(tǒng)計(jì)法與事前分析法兩種方法，來進(jìn)行分析。事后統(tǒng)計(jì)法在使用的過程中，需要根據(jù)時(shí)間的精確程度，結(jié)合對(duì)運(yùn)行時(shí)間的比對(duì)，對(duì)算法的優(yōu)劣性進(jìn)行比較。然而在書籍運(yùn)行的過程中，事后統(tǒng)計(jì)在使用時(shí)具有一個(gè)明顯的缺陷，就是計(jì)算機(jī)本身在運(yùn)行的過程中，便會(huì)由于計(jì)算機(jī)CPU溫度等問題影響計(jì)算機(jī)算法的運(yùn)行速度。而在運(yùn)用事前分析估計(jì)的方法進(jìn)行算法效率的度量時(shí)，使需要根據(jù)當(dāng)前算法處理問題的規(guī)模來進(jìn)行確認(rèn)[2]。例如，在進(jìn)行1000個(gè)數(shù)的求和時(shí)，應(yīng)根據(jù)處理問題過程中所使用的具體語言來進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的度量。比如，在此過程中使用的語言為計(jì)算機(jī)Java語言，那么其效率便可以得到保證，而且算法自身復(fù)雜程度，也往往會(huì)影響到算法在運(yùn)行過程中的效率。而程序內(nèi)部的循環(huán)越多，那么其在進(jìn)行計(jì)算時(shí)的時(shí)間復(fù)雜度也就越高，運(yùn)行效率也會(huì)隨之降低。

四、計(jì)算機(jī)算法的結(jié)構(gòu)

在研究算法的過程中，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)算法自身的結(jié)構(gòu)具有一定的了解。通常在分析算法結(jié)構(gòu)時(shí)，需要根據(jù)算法的執(zhí)行情況對(duì)算法的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，即順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)果與循環(huán)結(jié)構(gòu)，其各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分別為：

一，順序結(jié)構(gòu)。順序結(jié)構(gòu)內(nèi)的程序代碼，是按照由前到后的順序進(jìn)行逐步執(zhí)行性的。例如，在有兩個(gè)數(shù)值b和c時(shí)，便需要在求值的過程中，根據(jù)不同的變量特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行定義與附加值，并通過對(duì)求和公式的使用來獲取最后的值，而在此過程中只需要按照順序結(jié)構(gòu)進(jìn)行展開與執(zhí)行便能夠獲得最后的結(jié)果。

二，分支結(jié)構(gòu)。分支結(jié)構(gòu)也可以被稱為選擇結(jié)構(gòu)，其會(huì)根據(jù)當(dāng)前的情況進(jìn)行具體內(nèi)容的分配，并進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算。比如，當(dāng)分支結(jié)構(gòu)符合其中的第一個(gè)情況時(shí)，便會(huì)直接進(jìn)行算法的執(zhí)行。而如果不符合第一種情況，便會(huì)跳至第二種情況背景下進(jìn)行展開，并以此類推。同時(shí)，在所有狀況都不符合時(shí)，程序便會(huì)直接結(jié)束并跳出運(yùn)行。

三，循環(huán)結(jié)構(gòu)。循環(huán)結(jié)構(gòu)類似于數(shù)學(xué)研究中的程序框圖，通常也會(huì)被稱為重復(fù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)該種結(jié)構(gòu)的算法在運(yùn)行的過程中，如果其內(nèi)部的限定條件符合程序的要求，便會(huì)在該程序內(nèi)進(jìn)行循環(huán)執(zhí)行。而一旦其不符合限定條件，那么不符合該程序的內(nèi)容便會(huì)直接跳出，但不會(huì)直接結(jié)束程序的運(yùn)行。

五、計(jì)算機(jī)算法的應(yīng)用

以一個(gè)學(xué)習(xí)成績管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為例，在針對(duì)其進(jìn)行算法設(shè)計(jì)的過程中，需要其能夠在正式投入到使用后，可以滿足學(xué)生成績信息的錄入、顯示、查找、修改、添加、刪除、保存與排序。那么在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，首先應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)的過程中考慮文件的輸入、輸出以及各項(xiàng)內(nèi)容操作的展開與功能選擇，綜合對(duì)這些需求進(jìn)行考慮，確保算法在完成設(shè)計(jì)后，對(duì)以上功能的支持可以得到保障。其次，則要根據(jù)設(shè)計(jì)需求，來進(jìn)行系統(tǒng)整體模塊的概要分析。在該系統(tǒng)的實(shí)際時(shí)，可以將其在大體上劃分為信息輸出、查詢、顯示、修改、插入、添加、刪除與排序等不同的模塊。再次，需要在這一個(gè)過程中，結(jié)合詳細(xì)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，根據(jù)對(duì)應(yīng)的算法結(jié)構(gòu)對(duì)八大主要模塊以及公共模塊中的主函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來完成對(duì)算法內(nèi)容的安排與設(shè)計(jì)。最后，則需要對(duì)以完成的計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行運(yùn)行測試，實(shí)現(xiàn)對(duì)以完成編寫程序的編譯、連接、運(yùn)行，以根據(jù)前期所完成設(shè)定與需要實(shí)現(xiàn)的功能展開測試，而如果完成相應(yīng)的測試，則表明算法的設(shè)計(jì)符合程序的使用要求，程序能夠完成對(duì)成績的輸出、查詢、顯示、修改、插入、添加、刪除與排序。

結(jié) 論

綜上所述，計(jì)算機(jī)的算法在具體應(yīng)用的過程中，通常會(huì)涉及到算法的求解、設(shè)計(jì)、效率與結(jié)構(gòu)等方面的問題。并且需要在設(shè)計(jì)的過程中，結(jié)合計(jì)算機(jī)算法以及不同計(jì)算機(jī)語言的特點(diǎn)，采取針對(duì)性的方法進(jìn)行展開，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)算法的合理應(yīng)用，使其整體效用可以得到最大化發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

[1] 高祎.數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化中的應(yīng)用分析[J].科技風(fēng)，2019（04）：48.

[2] 王家興.計(jì)算機(jī)算法與應(yīng)用[J].電子世界，2018（02）：73+75.