разнообразие алгоритмов можно отнести к каким видам все в программировании
Разнообразие алгоритмов можно отнести к каким видам все в программировании
Различают следующие виды алгоритмов :
линейный – список команд (указаний), выполняемых последовательно друг за другом;
разветвляющийся – алгоритм, содержащий хотя бы одну проверку условия, в результате которой обеспечивается переход на один из возможных вариантов решения;
циклический – алгоритм, предусматривающий многократное повторение одной и той же последовательности действий. Количество повторений обусловливается исходными данными или условием задачи.
Любая алгоритмическая конструкция может содержать в себе другую конструкцию того же или иного вида, т. е. алгоритмические конструкции могут быть вложенными. Рассмотрим следующие способы описания алгоритма: словесное описание, псевдокод, блок-схема, программа.
Словесное описание представляет структуру алгоритма на естественном языке. Например, любой прибор бытовой техники (утюг,электропила, дрель и т.п.) имеет инструкцию по эксплуатации, т.е.словесное описания алгоритма, в соответствии которому данный прибор должен использоваться. Никаких правил составления словесного описания не существует. Запись алгоритма осуществляется в произвольной форме на естественном, например, русском языке. Этот способ описания не имеет широкого распространения, так как строго не формализуем (под «формальным» понимается то, что описание абсолютно полное и учитывает все возможные ситуации, которые могут возникнуть в ходе решения); допускает неоднозначность толкования при описании некоторых действий; страдает многословностью.
1. определить температуру воздуха
2. если температура ниже 0, то надеть шубу, иначе надеть куртку
Понятие алгоритма. Виды алгоритмов
Существует несколько определений понятия алгоритма. Приведем два самых распространенных.
Алгоритм – последовательность чётко определенных действий, выполнение которых ведёт к решению задачи. Алгоритм, записанный на языке машины, есть программа решения задачи.
Алгоритм – это совокупность действий, приводящих к достижению результата за конечное число шагов.
Вообще говоря, первое определение не передает полноты смысла понятия алгоритм. Используемое слово «последовательность» сужает данное понятие, т.к. действия не обязательно должны следовать друг за другом – они могут повторяться или содержать условие.
Основная цель алгоритмизации – составление алгоритмов для ЭВМ с дальнейшим решением задачи на ЭВМ.
Существует несколько способов записи алгоритмов. На практике наиболее распространены следующие формы представления алгоритмов:
Рассмотрим подробно каждый вариант записи алгоритмов на примере следующей задачи. Требуется найти частное двух чисел.
Словесный способ записи алгоритмов представляет собой описание последовательных этапов обработки данных. Алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке. Ответ при этом получает человек, который выполняет команды согласно словесной записи.
Пример словесной записи:
Словесный способ не имеет широкого распространения, так как такие описания: строго не формализуемы; страдают многословностью записей; допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний.
Псевдокод занимает промежуточное место между естественным и формальным языками. С одной стороны, он близок к обычному естественному языку, поэтому алгоритмы могут на нем записываться и читаться как обычный текст. С другой стороны, в псевдокоде используются некоторые формальные конструкции и математическая символика, что приближает запись алгоритма к общепринятой математической записи. В псевдокоде не приняты строгие синтаксические правила для записи команд, присущие формальным языкам, что облегчает запись алгоритма на стадии его проектирования и дает возможность использовать более широкий набор команд, рассчитанный на абстрактного исполнителя. Однако в псевдокоде обычно имеются некоторые конструкции, присущие формальным языкам, что облегчает переход от записи на псевдокоде к записи алгоритма на формальном языке. Ответ при этом получает человек, который выполняет команды согласно псевдокоду.
Приведем основные управляющие структуры псевдокода в табл. 1.1.
Разнообразие алгоритмов можно отнести к каким видам все в программировании
В информатике план действий называют алгоритмом.
Алгоритм состоит из отдельных шагов – команд. Ни одну из них нельзя пропустить, чаще всего никакие команды нельзя поменять местами.
Исполнитель – человек, животное или машина, способные понимать и выполнять некоторые команды.
Среда исполнителя – предметы, которые окружают исполнителя и с которыми он работает.
Список Команд Исполнителя (СКИ) – набор команд, понятных исполнителю. Исполнитель может выполнить только те команды, которые входят в его СКИ.
Для решения большинства задач недостаточно отдать одну команду исполнителю, надо составить для него алгоритм – план действий, состоящий из команд, которые ему понятны (входят в его СКИ).
Алгоритм – точно определенный план действий исполнителя, направленный на решение какой-то задачи. В алгоритм можно включать только те команды, которые есть в СКИ.
Какие бывают алгоритмы
Линейный алгоритм
В линейном алгоритме команды выполняются последовательно, одна за другой. Примером линейного алгоритма может служить алгоритм заварки чая.
Разветвляющийся алгоритм
В разветвляющемся алгоритме порядок следования команд может быть разный в зависимости от того, какова окружающая обстановка. Примером разветвляющегося алгоритма может служить алгоритм перехода улицы.
Способы записи алгоритмов
Выделяют три наиболее распространенные на практике способа записи алгоритмов:
Словесный способ записи алгоритмов
Словесный способ – способ записи алгоритма на естественном языке. Данный способ очень удобен, если нужно приближенно описать суть алгоритма. Однако при словесном описании не всегда удается ясно и точно выразить логику действий.
В качестве примера словесного способа записи алгоритма рассмотрим алгоритм нахождения площади прямоугольника
где S – площадь прямоугольника; а, b – длины его сторон.
Очевидно, что a, b должны быть заданы заранее, иначе задачу решить невозможно.
Словестный способ записи алгоритма выглядит так:
Графический способ описания алгоритмов
Для более наглядного представления алгоритма используется графический способ. Существует несколько способов графического описания алгоритмов. Наиболее широко используемым на практике графическим описанием алгоритмов является использование блок-схем. Несомненное достоинство блок схем – наглядность и простота записи алгоритма.
Каждому действию алгоритма соответствует геометрическая фигура (блочный символ). Перечень наиболее часто употребляемых символов приведен в таблице ниже.
Так как в линейном алгоритме команды выполняются последовательно, то блок-схема будет иметь вид:
Так как в разветвляющемся алгоритме порядок следования команд может быть разный в зависимости от того, какова окружающая обстановка, то блок-схема примет вид:
В циклическом алгоритме некоторые действия повторяются несколько раз и для него блок-схема примет вид:
Программный способ записи алгоритмов
Для того, чтобы алгоритм был понятен роботу, компьютеру или другой машине, недостаточно только написать команды, надо еще и оформить алгоритм в таком виде, в котором его понимает машина (написать программу), т.е. записать его с использованием команд из СКИ, соблюдая правила оформления.
Правила оформления программы:
Практические задания:
Использован материал из книг:
Алгоритм в программировании: определение, виды и применение
Часто встречаемый вопрос молодых разработчиков — это : «Ч то такое алгоритм в программировании? ». Изучение любого языка программирования требует понимания основных понятий разработки:
Алгоритм в программировании — это набор последовательных инструкций, которы е описывают порядок поведения программы для достижения нужной цели.
Как мы видим, многие программы постоянно развиваются и усложняются, а из этого следует, что усложняются и известные алгоритмы. Однако определенные виды алгоритмов в программировании можно уследить, о них мы сегодня и поговорим.
Виды алгоритмов в программировании
Что такое алгоритм в программировании — вроде разобрались. Алгоритм в программировании — это скрипт или программа. Каждый скрипт способен решать собственную задачу по-своему. Возможно ли такое, что разные скрипты или программы решают одн у и ту же задачу в программировании, но разными путями? Возможно. Каждый такой «отдельный» путь — это и будет отдельный алгоритм в программировании.
Но все многообразие алгоритмов можно разделить на 4 основных типа:
Линейный алгоритм. Описывает действие, которое будет выполняться много раз в определенном порядке.
Разветвляющийся алгоритм. Определяет несколько последовательностей действий в зависимости от каких-нибудь условий.
Циклический алгоритм. Определяет действия, которые должны выполняться какое-то количество раз подряд, пока не закончится заданный порядок.
Вспомогательный алгоритм. Определяет действия, которые могут исполняться в других алгоритмах.
Выделим основные и самые популярные виды алгоритмов в современном программировании:
Сортировочные алгоритмы. Выделяют 3 подвида алгоритмов сортировки: с ортировка слиянием, быстрая сортировка, пирамидальная сортировка. Данный вид алгоритмов эффективно используется искусственным интеллектом.
Алгоритм Дейкстры. Суть этого алгоритма — поиск кратчайшего пути решения задачи. Это один из основных алгоритмов, по которым работает современный интернет.
RSA-алгоритм. Применяется в программах, где существуют неочевидные решения. Самый распространенный пример — это программы для шифрования данных.
Алгоритм безопасного хэширования. Один из самый важных алгоритмов на сегодняшний день. Используется антивирусами, e-mail, интернет-магаз и нами, браузерами и т. д. Основная его задача — безопасность в сети.
Алгоритм связей. Данный алгоритм ищет связи между заданными элементами. Самый известный пример применения — это ранжирование страниц в поисковой системе или ранжирование новостей в со цс ети или на новостной ленте.
Дифференцирующий алгоритм. Часто такой алгоритм применяется в автоматизированных механизмах: роботах, станках, автомобилях, самолетах и т. д.
Алгоритм случайных чисел. Тот же «генератор случайных чисел» использует этот алгоритм. Так что если задуматься, то никакого генератора случайных чисел не существует. Это просто программа, которая выдает «случайное» число для человека, но не случайное число для нее самой.
Есть более сложные и более простые алгоритмы в программировании. Их использование разносторонн е, и выделить среди них эффективный или нет сложно — это строго зависит от поставленной задачи.
Ветераны старой школы программистов упорно доказывают, что знать алгоритмы в программировании нужно обязательно. Что без знания алгоритмов программист — не программист.
Почему раньше изучение программирования начиналось с огромной теории, в том числе и с теоретических знаний алгоритмов? Потому что раньше не было Гугла рядом. А теперь вся теория есть там. И в случае, если ваша разработка связана с применением алгоритмов, найти нужную информацию не составит труда.
Мы будем очень благодарны
если под понравившемся материалом Вы нажмёте одну из кнопок социальных сетей и поделитесь с друзьями.
Виды алгоритмов и типы их схем
В этой статье будут рассмотрены основные виды алгоритмов, а также схематические блоки, которые используются при их описании. Кроме получения информации о видах блоков алгоритмов, читатель узнает о наиболее популярных методах описания алгоритмических последовательностей. Будут приведены соответствующие примеры с пояснениями.
Блок-схема
Алгоритмы бывают разные, но прежде чем приступить к рассмотрению их видов, следует рассказать об основном способе визуализации алгоритмической последовательности — созданию блок-схемы. Такие схемы состоят из соответствующих функциональных блоков, которые связаны между собой. Каждый блок отвечает за выполнение какого-нибудь действия. Для каждого типа действия определён конкретный блок, представляющий собой геометрическую фигуру.
Существует и очередность выполнения действий — она определяется линиями, которые соединяют блоки. По умолчанию используемые в схеме блоки соединяются слева направо и сверху вниз. В случае другой последовательности выполнения, блоки соединяются направленными линиями (речь идёт о линиях, оснащённых стрелками).
Типы и назначение блоков алгоритма можно посмотреть в таблице ниже:
Теперь рассматривать виды алгоритмов будет гораздо понятнее.
Виды алгоритмов
Алгоритмы бывают: — линейные – подразумевается последовательное выполнения операций (команд, указаний), то есть выполнение действий происходит друг за другом. Вот, как это выглядит на схеме с блоками:
— разветвляющиеся – характеризуются выполнением хотя бы одной операции по проверке условия, в результате чего осуществляется переход действия на какой-нибудь другой из возможных вариантов решения. Смотрим схему:
— циклические – данным алгоритмом предусмотрено многократное повторение определенной последовательности действий (речь идёт об одинаковых операциях). Здесь число повторений будет обусловлено либо условием задачи, либо исходными данными.
Также стоит добавить, что любая алгоритмическая конструкция способна включать в себя какую-нибудь другую конструкцию того либо иного вида, то есть алгоритмы бывают вложенными.
Способы описания алгоритмов
О блок-схеме, как об основном способе представления алгоритмов, мы уже поговорили. Но кроме блоков, есть и другие методы: