Python - 算法设计

算法是一个循序渐进的过程，它定义了一组指令，以一定的顺序执行以获得所需的输出。算法通常独立于底层语言而创建，即算法可以用多种编程语言实现。

从数据结构的角度来看，以下是一些重要的算法类别 -

• 搜索 - 搜索数据结构中的项目的算法。

• 排序 - 按 特定顺序对项目进行 排序的 算法。

• 插入 - 算法将项目插入数据结构中。

• 更新 - 更新数据结构中现有项目的算法。

• 删除 - 从数据结构中删除现有项目的算法。

算法的特点

并非所有的程序都可以称为算法。算法应该具有以下特征 -

• 毫不含糊 - 算法应该清晰明确。 每个步骤（或阶段）及其输入/输出都应该清楚，并且必须仅导致一个含义。

• 输入 - 算法应该有0个或更多明确定义的输入。

• 输出 - 算法应该有一个或多个定义良好的输出，并且应该与所需的输出相匹配。

• 有限性 - 算法必须在有限数量的步骤后终止。

• 可行性 - 可用资源应该可行。

• 独立 - 一个算法应该有一步一步的指示，它应该独立于任何编程代码。

如何编写算法？

编写算法没有明确的标准。相反，它依赖于问题和资源。从不编写算法来支持特定的编程代码。

正如我们所知，所有编程语言都共享像循环（do，for，while），流控（if-else）等基本代码构造。这些常用构造可用于编写算法。

我们一步一步地编写算法，但情况并非总是如此。算法编写是一个过程，并在问题域定义良好之后执行。也就是说，我们应该知道问题领域，为此我们正在设计一个解决方案。

实例

让我们试着通过一个例子来学习算法写作。

问题 - 设计一个算法来添加两个数字并显示结果。

step 1 − START
step 2 − declare three integers a, b & c
step 3 − define values of a & b
step 4 − add values of a & b
step 5 − store output of step 4 to c
step 6 − print c
step 7 − STOP

算法告诉程序员如何编写程序。或者，该算法可以写成 -

step 1 − START ADD
step 2 − get values of a & b
step 3 − c ← a + b
step 4 − display c
step 5 − STOP

在算法的设计和分析中，通常使用第二种方法来描述算法。它使分析人员可以轻松分析忽略所有不需要的定义的算法。他可以观察正在使用的操作以及流程的流程。

编写 步骤编号 是可选的。

我们设计一个算法来获得给定问题的解决方案。一个问题可以通过多种方式解决。

因此，对于给定的问题，可以导出许多解算法。下一步是分析这些提出的解决方案算法并实施最合适的解决方案。