算法设计原则是什么?
原则:首先说设计的算法必须是"正确的",其次应有很好的"可读性",还必须具有"健壮性",最后应考虑所设计的算法具有"高效率与低存储量"。
所谓算法是正确的,除了应该满足算法说明中写明的"功能"之外,应对各组典型的带有苛刻条件的输入数据得出正确的结果。
在算法是正确的前提下,算法的可读性是摆在第一位的,这在当今大型软件需要多人合作完成的环境下是换重要的,另一方面,晦涩难读的程序易于隐藏错误而难以调试。算法的效率指的是算法的执行时间,算法的存储量指的是算法执行过程中所需最大存储空间。
算法是程序设计的另一个不可缺的要素,因此在讨论数据结构的同时免不了要讨论相应的算法。这里有两重意思,即算法中的操作步骤为有限个,且每个步骤都能在有限时间内完成。
确定性表现在对算法中每一步的描述都没有二义性,只要输入相同,初始状态相同,则无论执行多少遍,所得结果都应该相同。
可行性指的是,序列中的每个操作都是可以简单完成的,其本身不存在算法问题,例如,"求x和y的公因子"就不够基本。
输入值即为算法的操作对象,但操作的对象也可以由算法自身生成,如"求100以内的素数",操作对象是自然数列,可以由变量逐个增1生成。
算法的健壮性指的是,算法应对非法输入的数据作出恰当反映或进行相应处理,一般情况下,应向调用它的函数返回一个表示错误或错误性质的值。
算法设计常用的几种方法是
1.
穷举法
2.
贪心法
3.
分治法
4.
回溯法
5.
分枝限界法
6.
动态规划法
程序
的灵魂,
结构化程序设计
的基本方法就是
算法设计
设计算法的原则:
1、正确性:算法的正确性是指算法至少应该具有输入、输出和加工处理无歧义性、能正确反映问题的需要、能够得到问题的正确答案。
2、可读性:设计算法的目的,一方面是为了让计算机执行,但还有一个重要的目的就是为了便于他人的阅读,让人理解和交流,自己将来也可阅读。如果可读性不好,时间长了自己都不知道写了什么,可读性是评判算法(也包括实现它的程序代码)好坏很重要的标志。
3、健壮性:当输入的数据非法时,算法应当恰当地做出反应或进行相应处理,而不是莫名其妙的输出结果。并且处理出错的方法不应是中断程序的执行,而应是返回一个表示错误或错误性质的值,以便于在更高的抽象层次上进行处理。
4、高效率与低存储量:通常,算法的效率指的是算法的执行时间;算法的存储量指的是算法执行过程中所需要的最大存储空间,两者的复杂度都与问题的规模有关。算法分析的任务是对设计的每一个具体的算法,利用数学工具,讨论其复杂度,探讨具体算法对问题的适应性。
扩展资料:
算法的“正确”通常在用法上有很大的差别,大体分为以下4个层次:
1、算法程序没有语法错误;
2、算法程序能够根据正确的输入的值得到满足要求的输出结果;
3、算法程序能够根据错误的输出的值满足规格说明的输出结果;
4、算法程序对于精心设计、极其刁难的测试数据都能满足要求的输出结果。
对于这4层含义,层次要求最低,因为仅仅没有语法错误实在谈不上是好的算法。而层次(4)是最困难的,人们几乎不可能逐一验证所有的输入都得到正确的结果。因此,算法的正确性在大部分情况下都不可能用程序来证明,而是用数学方法证明的。
另外,为了更简洁的形式设计和藐视算法,在算法设计时又常常采用递归技术,用递归描述算法。
其中
非法的数据:比如输入的时间为负数,输入的距离为负数
特殊的数据:比如输入的除数为0
设计出来的算法要便于阅读、理解和交流。
原因如下:
健壮性是指软件对于规范要求以外的输入情况的处理能力。
所谓健壮的系统是指对于规范要求以外的输入能够判断出这个输入不符合规范要求,并能有合理的处理方式。
即所谓的高手写的程序不容易死。
即 时间复杂度 和 空间复杂度 低,即算法程序耗费的时间和占用的空间少