淺談計算機算法與應用

冉伏軍

摘 要：隨著計算機在日常生活程度中的普及度越來越高，計算機程序的應用也變得更加廣泛，而一個程序中最為重要的部分就是算法的設計與應用。在本文中，將根據計算機算法作為問題解決過程中作為求解步驟的特點，對其設計、效率與結構展開分析，從而使計算機算法的應用符合其對應程序的具體要求。

關鍵詞：計算機算法;算法設計;應用分析

引 言

作為計算機設計過程中的重要內容，程序的構成主要是以對應的算法與數據所構成的。為此，就要在設計的過程中，根據程序的根本問題以及所在，實現對計算機算法的正確應用，以此來使相應程序的整體完整性得到進一步提升，并實現自身應用領域的不斷拓寬。

一、計算機算法的求解

對于計算機算法來說，其自身作為一個指令的有限集合，能夠對一個與多個操作進行表述，并實現對系列問題的解決。而作為此過程中的求解步驟，需要在運用計算機算法的過程中，對其有窮性、確定性、可行性、輸入、輸出等內容進行明確，并在執行相應的步驟后，令其與對應的求解步驟也、能夠在一個有窮的時間內完成相應的運算。而在此過程中，其內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算機與程序代碼的編寫人員進行明確，確保其在實際應用的過程中計算機算法是能夠進行正常運行的[1]。

二、計算機算法的設計

在進行程序編寫時，計算機算法應當根據正確性、可讀性、健壯性、效率與低儲存量需求等設計要點，進行計算機算法的設計。為此，就要在進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，對其可讀性進行提升，從而使算法能夠使人與計算機進行交流的同時，使相應的人員也可以正確的對算法進行閱讀、理解與交流。在進行計算機算法的編寫時，也要將用戶錯誤輸入的情況考慮在內，確保算法自身的應變能力。例如，實際生活的過程中，在登錄一些軟件或是網頁時，往往需要在窗口界面進行用戶名以及密碼的輸入，如果由于在輸入的過程中，沒有正確的進行密碼的輸入，就會彈出一個相應的對話框進行提示，而這便是算法在設計與應用過程中應變能力的一種體現。同時，如果想要使一個使用程序能夠在市場發展的過程中，更具有競爭力，就要在進行算法設計的過程中，確保其效率最大化與內存空間的最小化，從而提升程序的運行速度，并確保其運行效果。

三、計算機算法的效率

在進行對計算機算法的效率進行研究時，可以采取事后統計法與事前分析法兩種方法，來進行分析。事后統計法在使用的過程中，需要根據時間的精確程度，結合對運行時間的比對，對算法的優劣性進行比較。然而在書籍運行的過程中，事后統計在使用時具有一個明顯的缺陷，就是計算機本身在運行的過程中，便會由于計算機CPU溫度等問題影響計算機算法的運行速度。而在運用事前分析估計的方法進行算法效率的度量時，使需要根據當前算法處理問題的規模來進行確認[2]。例如，在進行1000個數的求和時，應根據處理問題過程中所使用的具體語言來進行相關內容的度量。比如，在此過程中使用的語言為計算機Java語言，那么其效率便可以得到保證，而且算法自身復雜程度，也往往會影響到算法在運行過程中的效率。而程序內部的循環越多，那么其在進行計算時的時間復雜度也就越高，運行效率也會隨之降低。

四、計算機算法的結構

在研究算法的過程中，首先應當對算法自身的結構具有一定的了解。通常在分析算法結構時，需要根據算法的執行情況對算法的結構進行劃分，即順序結構、分支結果與循環結構，其各自的結構特點分別為：

一，順序結構。順序結構內的程序代碼，是按照由前到后的順序進行逐步執行性的。例如，在有兩個數值b和c時，便需要在求值的過程中，根據不同的變量特點對其進行定義與附加值，并通過對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構進行展開與執行便能夠獲得最后的結果。

二，分支結構。分支結構也可以被稱為選擇結構，其會根據當前的情況進行具體內容的分配，并進行相應的運算。比如，當分支結構符合其中的第一個情況時，便會直接進行算法的執行。而如果不符合第一種情況，便會跳至第二種情況背景下進行展開，并以此類推。同時，在所有狀況都不符合時，程序便會直接結束并跳出運行。

三，循環結構。循環結構類似于數學研究中的程序框圖，通常也會被稱為重復結構，當該種結構的算法在運行的過程中，如果其內部的限定條件符合程序的要求，便會在該程序內進行循環執行。而一旦其不符合限定條件，那么不符合該程序的內容便會直接跳出，但不會直接結束程序的運行。

五、計算機算法的應用

以一個學習成績管理系統的設計為例，在針對其進行算法設計的過程中，需要其能夠在正式投入到使用后，可以滿足學生成績信息的錄入、顯示、查找、修改、添加、刪除、保存與排序。那么在對其進行設計的過程中，首先應當在設計的過程中考慮文件的輸入、輸出以及各項內容操作的展開與功能選擇，綜合對這些需求進行考慮，確保算法在完成設計后，對以上功能的支持可以得到保障。其次，則要根據設計需求，來進行系統整體模塊的概要分析。在該系統的實際時，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，需要在這一個過程中，結合詳細內容的設計，根據對應的算法結構對八大主要模塊以及公共模塊中的主函數、數據結構來完成對算法內容的安排與設計。最后，則需要對以完成的計算機算法進行運行測試，實現對以完成編寫程序的編譯、連接、運行，以根據前期所完成設定與需要實現的功能展開測試，而如果完成相應的測試，則表明算法的設計符合程序的使用要求，程序能夠完成對成績的輸出、查詢、顯示、修改、插入、添加、刪除與排序。

結 論

綜上所述，計算機的算法在具體應用的過程中，通常會涉及到算法的求解、設計、效率與結構等方面的問題。并且需要在設計的過程中，結合計算機算法以及不同計算機語言的特點，采取針對性的方法進行展開，從而實現對計算機算法的合理應用，使其整體效用可以得到最大化發揮。

參考文獻

[1] 高祎.數學算法在計算機編程優化中的應用分析[J].科技風，2019（04）：48.

[2] 王家興.計算機算法與應用[J].電子世界，2018（02）：73+75.