Хорошее знание стандартные алгоритмы столь же важно, как выбор правильной структуры данных. Ниже приведен список из 25 лучших алгоритмов, которые должен знать каждый программист и студент, изучающий информатику.
- Алгоритм бинарного поиска
- Алгоритм поиска в ширину (BFS)
- Алгоритм поиска в глубину (DFS)
- Алгоритм сортировки слиянием
- Алгоритм быстрой сортировки
- Алгоритм Крускала
- Алгоритм Флойда Уоршелла
- Алгоритм Дейкстры
- Алгоритм Беллмана Форда
- Алгоритм Кадане
- Алгоритм Ли
- Алгоритм заливки
- Алгоритм обнаружения цикла Флойда
- Алгоритм поиска союза
- Алгоритм топологической сортировки
- Алгоритм КМП
- Алгоритм сортировки вставками
- Алгоритм сортировки выбором
- Алгоритм сортировки подсчетом
- Алгоритм сортировки кучей
- Алгоритм топологической сортировки Кана
- Алгоритм сжатия кода Хаффмана
- Алгоритм быстрого выбора
- Алгоритм голосования Бойера-Мура
- Алгоритм Евклида
Также см:
Оценить этот пост
Как использовать алгоритмы и структуры данных для оптимизации производительности приложени
Средний рейтинг 4.96 /5. Подсчет голосов: 51
Голосов пока нет! Будьте первым, кто оценит этот пост.
Сожалеем, что этот пост не оказался для вас полезным!
Расскажите, как мы можем улучшить этот пост?
Спасибо за чтение.
Пожалуйста, используйте наш онлайн-компилятор размещать код в комментариях, используя C, C++, Java, Python, JavaScript, C#, PHP и многие другие популярные языки программирования.
Как мы? Порекомендуйте нас своим друзьям и помогите нам расти. Удачного кодирования 🙂
Подписывайся
1 Комментарий
Большинство голосов
Новейшие Самый старый
Встроенные отзывы
Просмотреть все комментарии
Просмотр комментариев
Загрузить больше комментариев
Просматривать
Подпишитесь на новые публикации
- Все проблемы
- Практика DSA
- 100 самых популярных задач
- 50 лучших классических задач
- Лучшие алгоритмы
- Компилятор С/С++
- Компилятор Java
- Компилятор Python
- Компилятор JavaScript
- компилятор PHP
- Компилятор C#
- Свяжитесь с нами
- Политика конфиденциальности
- условия обслуживания
- Подпишитесь на новые публикации
Источник: www.techiedelight.com
Способы описания алгоритмов и основные алгоритмические конструкции
Рассмотрим следующие, наиболее распространенные способы описания алгоритмов’, словесное описание, псевдокод, блок-схему (графическое описание) и программу.
Словесное описание представляет собой текст, объясняющий последовательность шагов алгоритма на естественном языке (например, на русском).
Опишем на естественном языке алгоритм нахождения наибольшего общего делителя (НОД) двух натуральных чисел.
Какая программа быстрее? Вычислительная сложность алгоритма.
- 1) задать два числа;
- 2) если числа не равны, то перейти к следующему шагу алгоритма, в противном случае взять любое из них в качестве ответа и остановиться;
- 3) определить большее из двух чисел;
- 4) найти разность большего и меньшего из чисел и поместить результат на место большего из двух чисел;
- 5) повторить алгоритм с шага 2.
Описанный алгоритм применим к любым натуральным числам и приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов. 1
Словесный способ не имеет широкого распространения, поскольку такие описания:
- а) невозможно сделать строго формальными;
- 6) они излишне многословны;
- в) допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний.
Псевдокод — описание алгоритма на частично формализованном естественном языке. С одной стороны, псевдокод близок к обычному естественному языку, поэтому алгоритмы на нем записываются и читаются как текст. С другой стороны, в псевдокоде используются служебные слова и конструкции, а также математическая символика, которая позволяет формализовать запись алгоритма. В рассмотренном ниже примере служебные слова будут записаны прописными буквами, чтобы их можно было отличить от остального текста. Единого формального описания псевдокода не существует, поэтому возможны псевдокоды, отличающиеся набором служебных слов и конструкций.
Запишем алгоритм нахождения наибольшего общего делителя (НОД) двух натуральных чисел на псевдокоде.
- 1) задать два числа хну;
- 2) ЕСЛИ х ф у, ТО перейти к пункту 3, ИНАЧЕ НОД = х и перейти в конец;
- 3) ЕСЛИ х > у, ТО х = х — у, ИНАЧЕ у = у — х;
- 4) ПЕРЕЙТИ к пункту 2;
- 5) Конец. ?
Блок-схема — это графический способ описания алгоритма с помощью геометрических фигур (блоков), соединенных между собой линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий. Этот способ описания является компактным и наглядным. В блок-схеме каждому типу действий соответствует своя геометрическая фигура или совокупность фигур.
Рассмотренный ранее алгоритм нахождения НОД двух натуральных чисел можно представить в виде следующей блок схемы.
В приведенной блок-схеме фигурируют некоторые основные конструкции (фигуры), использующиеся для построения блок-схем. Перечислим их.
Блоки, характеризующие начало или конец алгоритма’.
Блок ввода-вывода данных с неопределенного носителя:
Блок-процесс, предназначенный для описания отдельных действии:
Условный блок, означающий, что происходит проверка некоторого условия, записанного внутри этого блока:
Наличие условного блока в блок-схеме означает, что в задаче встретилась разветвляющаяся (или ветвящаяся) алгоритмическая конструкция, обеспечивающая выбор между двумя вариантами действий в зависимости от значения данных (в зависимости от того, выполнено или нет проверяемое условие).
В приведенной выше блок-схеме разветвляющаяся конструкция встретилась дважды. Кроме ветвления, в этой блок-схеме присутствует еще одна важная алгоритмическая конструкция, называемая циклом.
Циклом называется алгоритмическая конструкция, в которой некоторая, идущая подряд группа действий может выполняться несколько раз, в зависимости от входных данных или условий задачи.
В рассмотренном выше примере имеется последовательность действий, выполнение которой будет повторяться раз за разом до тех пор, пока истинно утверждение, что х ф у.
Эта последовательность действий и образует цикл. Сколько раз проработает цикл, здесь заранее неизвестно. Это зависит от значений входных данных: х и у.
Существуют арифметические циклы, в которых число повторений задается заранее с помощью определенных параметров.
Описания алгоритма в словесной форме, на псевдокоде или в виде блок-схемы допускают известный произвол при изображении команд. Исполнителями алгоритмов на практике выступают компьютеры, поэтому алгоритм должен быть записан в понятной компьютеру программной форме. Для этой цели используются специальные формализованные языки — языки программирования.
Источник: bstudy.net
Понятие и типы алгоритмов
Алгоритм — это последовательность шагов (операций), описывающих, как можно решить проблему. А также, это набор пошаговых процедур или набор правил, которым необходимо следовать для выполнения конкретной задачи или решения конкретной проблемы.
Слово «алгоритм» впервые было придумано в 9 веке. Алгоритмы вокруг нас. Типичные примеры включают в себя: процесс приготовления пищи, процесс стирки, режим дня — все это примеры алгоритма.
В зависимости от того, как они функционируют, мы можем разделить алгоритмы на несколько типов. Давайте взглянем на некоторые из важных.
Типы алгоритмов
Алгоритм — это план, набор пошаговых инструкций для решения проблемы. Есть три основных типа алгоритмов, которые можно использовать при разработке:
- Линейные алгоритмы — последовательность действий;
- Алгоритм с разветвлением – выбор;
- Циклические алгоритмы – итерация.
Каждый из алгоритмов имеет свои особенности, которые будут рассмотрены далее.
Линейный алгоритм (последовательный)
Определение
Линейный алгоритм – алгоритм, состоящий из инструкций (действий, команд), которые выполняются одна за другой в строгом порядке.
Например, очень простой алгоритм чистки зубов может состоять из следующих шагов:
- нанести зубную пасту на зубную щетку
- использовать зубную щетку для чистки зубов
- прополоскать зубную щетку
Каждый шаг — это инструкция, которую нужно выполнить. Последовательность – это порядок, в котором выполняются шаги.
Почему важна последовательность? Крайне важно, чтобы шаги алгоритма выполнялись в правильном порядке, иначе алгоритм не будет работать правильно.
Предположим, что шаги алгоритма чистки зубов были в такой последовательности:
- использовать зубную щетку для чистки зубов
- нанесите зубную пасту на зубную щетку
- прополоскать зубную щетку
Зубная щетка по-прежнему будет использоваться для чистки зубов, а зубная паста будет по-прежнему наноситься на щетку. Но из-за того, что шаги 1 и 2 выполняются в неправильной последовательности, зубная паста не очистит зубы, и зубная паста будет потрачена впустую.
Человек поймет, что забыл добавить зубную пасту в начале процесса, но компьютер не узнает, что что-то не так.
Для составления линейного алгоритма необходимо:
- Определить тип алгоритма и присвоить имена переменным;
- Определить тип конечного результата, присваивая имя этой переменной;
- Определить и обозначьте связь между входными переменными и результирующей переменной;
- При необходимости ввести промежуточные переменные, определить их тип, присвоить имена, указать связь с
исходными переменными и результирующей переменной; - Написать алгоритм, отражающий ввод данных, расчет, вывод конечного результата;
- Протестируйте полученный алгоритм на правильность его функционирования.
Важно. Компьютер может делать только то, на что он запрограммирован. Если шаги запрограммированы в неправильной последовательности, компьютер будет выполнять задачи в этой последовательности, даже если она неверна.
Алгоритм с разветвлением
Алгоритм с разветвлением – это выбор. В какой-то момент в алгоритме может возникнуть вопрос, потому что алгоритм достиг шага, на котором доступны один или несколько вариантов. В зависимости от полученного ответа алгоритм будет выполнять определенные шаги и игнорировать другие.
Почему выбор важен? Выбор позволяет нам включать более одного пути в алгоритм.
Например, можно создать простой алгоритм для определения правильных тарифов на проезд в автобусе. Шаги могут быть:
- спросить сколько лет пассажиру
- если меньше 7 лет — платить за проезд не нужно
- в противном случае оплатить полную стоимость проезда
Решение принимается на шаге 2. Если вам меньше 7 лет, взимается один тариф. В противном случае взимается другой тариф.
ЕСЛИ… ТОГДА… ИНАЧЕ
Выбор позволяет включить в алгоритм несколько путей. В алгоритмах (и в программировании) выбор обычно представлен инструкциями ЕСЛИ, TОГДА и ИНАЧЕ.
- ЕСЛИ представляет вопрос
- ТОГДА указывает, что делать, если ответ на вопрос верен
- ИНАЧЕ указывает, что делать, если ответ на вопрос неверен
Используя этот метод, алгоритм, связанный с платой за проезд, теперь выглядит следующим образом:
- спросить сколько лет
- ЕСЛИ меньше 7 лет, ТОГДА не платите за проезд
- ИНАЧЕ оплатить полную стоимость проезда.
Для составления алгоритма с разветвлением необходимо:
- Определить, какие могут быть варианты операций и их количество;
- Количество условных операторов (отражающих данное условие) — должно быть на единицу меньше, чем
количество существующих решений; - Понять, при каких условиях будет реализовываться каждый из установленных вариантов;
- Если в алгоритме более двух условий, то необходимо указать последовательность проверки этих
условий; - Написать алгоритм, отражающий ввод данных, расчет, вывод конечного результата;
- Протестировать получившийся алгоритм на корректность работы.
Типы алгоритмов с развертыванием
- полными – действия выполняются в обоих случаях: и при истинности, и при ложности условия;
- неполными – действие отсутствует, если условие не выполняется.
Нет времени решать самому?
Наши эксперты помогут!
Нужна помощь
Циклический алгоритм
Определение
Цикл – это процесс повторения шагов (действий).
Иногда алгоритму необходимо повторять определенные шаги, пока не будет сообщено об остановке или пока не будет достигнуто определенное значение.
Например, очень простой алгоритм употребления хлопьев на завтрак может состоять из следующих шагов:
- положить хлопья в миску
- добавить молоко в хлопья
- ложка хлопьев и молока в рот
- повторяйте шаг 3, пока все хлопья и молоко не будут съедены
- помыть миску и ложку
Почему важна цикличность? Цикличность позволяет упростить алгоритмы, заявляя, что определенные шаги будут повторяться до тех пор, пока не будет указано обратное. Это делает разработку алгоритмов быстрее и проще, поскольку в них не нужно включать множество ненужных шагов.
Можно создать простой алгоритм чистки зубов. Предположим, у человека десять верхних зубов. Чтобы убедиться, что все верхние зубы очищены, алгоритм будет выглядеть примерно так:
- нанесите зубную пасту на зубную щетку
- используйте зубную щетку для чистки зуба 1
- используйте зубную щетку, чтобы почистить зуб 2
- используйте зубную щетку для чистки зуба 3
- используйте зубную щетку для чистки зуба 4
- используйте зубную щетку для чистки зуба 5
- используйте зубную щетку для чистки зуба 6
- используйте зубную щетку для чистки зуба 7
- используйте зубную щетку для чистки зуба 8
- используйте зубную щетку для чистки зуба 9
- используйте зубную щетку для чистки зуба 10
- прополоскать зубную щетку
Шаги со 2-го по 11-й, по сути, повторяют один и тот же шаг, просто каждый раз чистят другой зуб. Цикличность может быть использована для значительного упрощения алгоритма. Посмотрите на эту альтернативу:
- нанесите зубную пасту на зубную щетку
- использовать зубную щетку для чистки зубов
- перейти к следующему зубу
- повторяйте шаги 2 и 3, пока все зубы не будут чистыми
- прополоскать зубную щетку
Этот алгоритм намного проще.
Для составления циклического алгоритма необходимо:
- Определить, какая из последовательностей операций должна быть положена в основу цикла;
- Определить входные данные о количестве повторений тела цикла до начала цикла.
- На основании этих данных определить, какой из видов цикла целесообразнее использовать: цикл с
параметром, постусловием или предусловием; - Установить конечное условие выполнения указанного цикла;
- Установить входные переменные;
- Написать алгоритм, отражающий ввод данных, расчет, вывод конечного результата;
- Протестируйте полученный алгоритм на правильность его функционирования.
Типы циклических алгоритмов
- Со счетчиком — в которых шаги выполняются определенное число раз;
- С условием — в которых тело цикла выполняется, в зависимости от условия.
Источник: www.napishem.ru