Сегодня человек может разрабатывать разные микросервисы и знать о каждом уровне модели OSI. Но от этого он не будет являться программистом, если не сможет объяснить, что такое алгоритм? Рассмотрим, для чего они нужны и в чём эффективность алгоритмов? 

 

Основы алгоритмизации и программирования

 

Основы алгоритмов и языки программирования представляют собой общепрофессиональную дисциплину, которая позволяет развить логическое мышление и сформировать базовый уровень знаний для освоения специальных дисциплин. 
При изучении данной дисциплины студент формирует знания об основных алгоритмических задачах и изучает теорию программирования. Это позволяет провести решить сложные вычислительные задачи. 

 

Что такое и зачем нужны алгоритмы

 

Алгоритмы в программировании представляют собой набор нескольких простых инструкций для решения сложных задач. При этом они могут быть указаны на разных языках программирования. Бывают простыми, что предусматривает порядок основных процессов или сложными – это уже многоэтапная процедура, которая включает в себя разные структуры данных. 
Главной их функцией является принятие структуры данных, обработка и достижения желаемых результатов. Алгоритмическая классификация происходит благодаря временной сложности, а также используемого решения проблемы. К примерам относят сортировку, поиск, математические операции и т.д. 

 

Какие задачи решают с помощью алгоритмов?

 

Алгоритмы – это настоящие помощники для разработчиков. Они помогают решить множество задач простыми методами. При этом позволяют грамотно взаимодействовать с информацией, например, искать и хранить данные в желаемом формате. 
Сложные задачи, которые позволяют решить алгоритмы: 

 

• парсинг информации; 
• фильтрование дубликатов; 
• отрисовка динамического списка; 
• хранение оповещений для пользователей и другое. 

Также стоит отметить отдельные ситуации, например, вы, придумали качественный алгоритм, который ускоряет работу приложения. Однако если необходимо о нём рассказать, а коллеги программируют на другом языке. В этом случае стоит воспользоваться псевдокодом. Он позволит изложить логику программ при помощи понятной команды для всех. 
При помощи алгоритмов разработчик сможет разделить несколько сложных задач на простые. Из данных решений складывается итоговый подходящий ответ. 

 

Виды алгоритмов и примеры

 

Существует множество вариантов, которые позволяют грамотно провести обработку данных. Ниже рассмотрим часто используемые виды в программировании. 

 

Сортировка данных

 

Разработчикам предлагается несколько вариантов, которые применяют для сортировки данных. 
Один из самых популярных алгоритмов – это сортировка пузырьком. В этом случае необходимо последовательно сравнить элементы соседнего значения и поменять числа местами. Таким образом, большие значения окажутся в конце. 
Быстрый способ иначе его ещё можно назвать «разделяй и властвуй». Здесь выбирается главный элемент из всего списка и делит остальные на ещё 2 подмассива. Далее последние значения уже сортируют рекурсивно. 
Помимо сортировки методом пузырька и вторым способом также стоит рассмотреть слияние. Этот алгоритм разделяет массив на пару частей и позволяет рассортировать обе половины, после объединяет. 
Пирамидальная сортировка представляет собой вариант, основанный на методе сравнения. Здесь строится пирамида с входными элементами. После они неоднократно извлекут максимальный элемент и размещают его в конец списка. 
Благодаря сортировке данных пользователи смогут эффективно автоматизировать процессы. 

 

Добавление данных в очередь

 

Иногда разработчикам необходимо поставить сразу множество задач в очередь, чтобы обработать. В некоторых ситуациях перед последующим запросом необходимо подождать, когда выполнится предыдущий. Эту задачу легко выполнить очередью – структурой данных, где значения попадут в конец от начала списка. 

 

Алгоритмы поиска

 

Если рассматривать алгоритмы не только сортировки, но и поиска, в этом случае также стоит выделить несколько методов. 
Бинарный поиск – рабочий и популярный вариант для быстрого нахождения значений уже в готовом списке. Работает способ при помощи неоднократного деления пополам искомой части массива. Выполняется действие до того, пока не найдётся желаемое значение. 
Поиск в ширину (BFS) предусматривает обход графа, который начинается с корневых узлов и исследует соседние. 
Также имеется писк в глубину (DSF) – он начинается с 1-го узла графа и продолжает идти вглубь, пока не найдётся целевой узел. 

 

Динамическое программирование

 

В теории управления динамическое программирование предусматривает способ, который решает достаточно сложные цели при помощи разделения на простые подпункты. Его применяют в задачах с оптимальными подструктурами, что будут выглядеть как набор перекрывающих мелких целей. Сложность таких задач будет немного меньше, чем исходный вариант, время для вычисления в итоге сокращается. 

 

Оптимизация кода

 

Оптимизация кода предусматривает то, что программист берёт код из готовой программы и пытается улучшить. 
Улучшения, для которых применяют оптимизацию:

 

• повышение скорости работы; 
• улучшается загрузка данных; 
• стабильность; 
• объёмы кода. 

Каждый из приведённых выше вариантов будет отличаться по выполнению. Поэтому, как правило, выбирается один пункт, например, скорость или стабильность. Последующими итерациями чинят уже все остальные. 

 

Вывод

 

Для того, чтобы достичь алгоритмической оптимизации, не стоит зазубривать алгоритмы и думать, что это сделает из вас лучшего разработчика. Ведь разработка ПО заключается в понимании проблемы и умении создавать решения. Из этого следует, что изучение алгоритмических подходов к решению задач необходимо не просто для практического применения в программном обеспечении. Оно понадобится в конкретном нахождении решений. 
SwiftBook.org является ресурсом №1 по обучению программирования в России и странах СНГ. Проверенная и надёжная организация предлагает полезные и доступные курсы для тех, кто хочет в будущем проектировать алгоритмы с умом и без проблем. Команда молодых специалистов даст необходимые знания и позволит вам стать реальными программистами!