數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化中的應(yīng)用分析

高祎

摘要：數(shù)學(xué)算法是一種研究型問題的有效解決方式，通過歸納總結(jié)的方式進(jìn)行體現(xiàn)。在編程行為當(dāng)中大量地應(yīng)用了數(shù)學(xué)算法，其中最為重要的原因便在于計(jì)算機(jī)程序當(dāng)中包含了極強(qiáng)的邏輯性，這一點(diǎn)與數(shù)學(xué)算法之間有著非常緊密的聯(lián)系。本文對(duì)數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程當(dāng)中對(duì)程序的優(yōu)化作用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)算法；計(jì)算機(jī)編程；優(yōu)化

現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展使得編程領(lǐng)域面臨著越來越高的要求，復(fù)雜且較大型的程序?qū)乙姴货r，因此數(shù)學(xué)算法的有效應(yīng)用便成為了優(yōu)化程序提高運(yùn)行效率的必然選擇。

一、利用建模思想進(jìn)行優(yōu)化編程

數(shù)學(xué)建模能夠非常有效地對(duì)生活問題進(jìn)行表達(dá)，能夠通過數(shù)學(xué)對(duì)生活問題進(jìn)行有效解決，能夠?qū)⒊橄蟮默F(xiàn)實(shí)問題進(jìn)行簡(jiǎn)單化地?cái)?shù)學(xué)處理，降低解決問題的難度。但是數(shù)學(xué)建模并不能解決所有的問題，其僅僅適用于具備一定規(guī)律的實(shí)際問題。在構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的過程中，需要對(duì)各個(gè)參數(shù)之間的規(guī)律進(jìn)行摸索。因此，以數(shù)學(xué)建模為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化的前提便是需要有效掌握數(shù)學(xué)算法。隨著計(jì)算機(jī)軟件的快速更新，軟件程序正變得越來越復(fù)雜，這對(duì)于計(jì)算機(jī)的使用者來說會(huì)造成一定的麻煩。并且對(duì)編程人員來說，對(duì)于已經(jīng)相當(dāng)成熟的軟件程序開展后續(xù)的優(yōu)化升級(jí)更是一件非常痛苦的事情。編程人員需要不斷地調(diào)整數(shù)學(xué)算法，而編程優(yōu)化的過程非常復(fù)雜，需要系統(tǒng)化地處理程序當(dāng)中的每一個(gè)模塊，如果某一個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng)便會(huì)出現(xiàn)連鎖反應(yīng)。

二、利用數(shù)學(xué)算法對(duì)編程語(yǔ)言進(jìn)行優(yōu)化

（1）對(duì)C語(yǔ)言進(jìn)行優(yōu)化。C語(yǔ)言是最為簡(jiǎn)單和基礎(chǔ)的編程語(yǔ)言，因此在編程教學(xué)中C語(yǔ)言經(jīng)常做為入門語(yǔ)言使用。并且很多的小程序當(dāng)中也都大量的使用了C語(yǔ)言進(jìn)行編程。通過學(xué)習(xí)C語(yǔ)言能夠打下編程基礎(chǔ)，能夠更好地學(xué)習(xí)更加復(fù)雜的編程語(yǔ)言。因此，C語(yǔ)言雖然在編程語(yǔ)言當(dāng)中的等級(jí)較低，但實(shí)際使用過程中也需要嚴(yán)格地按照代碼邏輯進(jìn)行使用。C語(yǔ)言所存在的問題利用數(shù)學(xué)算法便能夠有效地彌補(bǔ)。

（2）利用數(shù)學(xué)算法對(duì)C++進(jìn)行優(yōu)化。C++是使用非常廣泛地一種高級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，其是以C語(yǔ)言為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。在實(shí)際的編程過程中，C++以面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言身份出現(xiàn)，以不同形式的封裝處理對(duì)象信息，能夠有效地避免C語(yǔ)言在運(yùn)用過程中所暴露出來的弊端。通過C++的運(yùn)用能夠極大程度地提高編程效率，能夠?qū)^為復(fù)雜、規(guī)模較大的程序進(jìn)行有效地編程。

三、數(shù)學(xué)算法的實(shí)際優(yōu)化作用

通過案例分析對(duì)優(yōu)化作用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析：（1）問題設(shè)置如下：編程1×2×3…×n，計(jì)算結(jié)束之后統(tǒng)計(jì)結(jié)果當(dāng)中所包含的0的個(gè)數(shù)，其中1000

通過這樣的算法便能夠得到準(zhǔn)確的結(jié)果。但在實(shí)際開展計(jì)算時(shí)，程序需要運(yùn)行的次數(shù)相對(duì)較多，并且很多計(jì)算結(jié)果都不是0。這便說明這一算法當(dāng)中還有優(yōu)化的空間存在，能夠進(jìn)行深入地改進(jìn)。具體編程當(dāng)中利用分解質(zhì)因素的方式對(duì)5的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中2的個(gè)數(shù)一定多于5，由于2×5=10，因此程序如下：這種算法考慮n當(dāng)中存在的5的個(gè)數(shù)

，

由于2×5=10，那么便可以得到存在多少個(gè)5便能夠計(jì)算出存在的0的個(gè)數(shù)。利用這樣的算法能夠更加簡(jiǎn)單和快速地實(shí)現(xiàn)0的個(gè)數(shù)的獲取。相比較前一種算法，這樣的算法更加簡(jiǎn)單，整體效果更加明顯。單頁(yè)并不是最優(yōu)算法。算法3：在前一種算法上，將5作為步長(zhǎng)，對(duì)5的個(gè)數(shù)進(jìn)行循環(huán)統(tǒng)計(jì)，之后再開展計(jì)算，將數(shù)值編程5的倍數(shù)。之后改變步長(zhǎng)，以5的平方展開循環(huán)，之后以5的立方展開循環(huán)。當(dāng)步長(zhǎng)大于n的時(shí)候便將循環(huán)停止，這時(shí)便得到了最后的計(jì)算結(jié)果。之后便需要將5的各個(gè)次方的數(shù)量和求出來便能夠得到0的數(shù)量。以上的編程優(yōu)化方式都需要進(jìn)行算法的選擇，因此必須要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)實(shí)問題規(guī)律進(jìn)行研究。在計(jì)算當(dāng)中對(duì)數(shù)學(xué)算法當(dāng)中的規(guī)律進(jìn)行有效利用，優(yōu)化編程，提升整個(gè)程序的效率，簡(jiǎn)化計(jì)算的流程。

四、結(jié)語(yǔ)

數(shù)學(xué)算法是使用最廣的一種計(jì)算方式，并且隨著算法不同，使用的具體效果也會(huì)存在著明顯的差異。用數(shù)學(xué)算法能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的優(yōu)化，提高整體運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭億鴻.數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化中的作用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（24）：255.