ویژگی های الگوریتم نویسی آنلاین

ما در این مقاله ویژگی های الگوریتم نویسی را مورد بررسی قرار می دهیم. و در ادامه با نکات مهمی در رابطه با ویژگی های الگوریتم نویسی آشنا می شوید. ویژگی های الگوریتم نویسی یک روش گام به گام است که مجموعه ای از دستورالعمل ها را تعریف می کند که باید به ترتیب خاصی انجام شوند تا نتیجه مطلوب حاصل شود. ویژگی الگوریتم ها به طور کلی مستقل از زبان های اصلی توسعه می یابند.

به این معنی که ویژگی های الگوریتم نویسی را می توان در بیش از یک زبان برنامه نویسی پیاده سازی کرد. عدم ابهام، ظرافت، اثربخشی و استقلال زبان از ویژگی های الگوریتم نویسی است. مقیاس پذیری و عملکرد یک الگوریتم عوامل اولیه ای هستند که به اهمیت آن کمک می کنند.

الگوریتم نویسی چیست؟

الگوریتم نویسی مجموعه ای از دستورات است که باید برای کامپیوتر انجام محاسبات یا سایر عملیات حل مسئله را دنبال کرد.طبق تعریف رسمی آن، ویژگی های الگوریتم نویسی مجموعه محدودی از دستورالعمل ها است که به ترتیب خاصی برای انجام یک کار خاص انجام می شود. این یک منطق ساده برای یک مشکل است که به عنوان یک توصیف غیررسمی در قالب یک نمودار جریان یا شبه کد ارائه می شود.

پیشنهاد می کنیم به مشاهده مقاله آشنایی با انواع الگوریتم بهینه سازی انواع الگوریتم یادگیری بپردازید.

نمودار جریان الگوریتم نویسی چیست

مشکل: یک مشکل را می توان به عنوان یک مشکل در دنیای واقعی یا یک مسئله نمونه واقعی تعریف کرد که برای آن باید یک برنامه یا مجموعه ای از دستورالعمل ها را توسعه دهید. ویژگی های الگوریتم نویسی مجموعه ای از دستورالعمل ها است.الگوریتم: الگوریتم به عنوان یک فرآیند گام به گام تعریف می شود که برای یک مسئله طراحی می شود.

ورودی: پس از طراحی “ویژگی های الگوریتم نویسی”، ورودی های لازم و مورد نظر به الگوریتم داده می شود.واحد پردازش: ورودی به واحد پردازش داده می شود و خروجی مورد نظر را تولید می کند.خروجی: به نتیجه یا نتیجه برنامه خروجی گفته می شود.پس از تعریف الگوریتم، اکنون به ویژگی های الگوریتم نگاه خواهید کرد.

ویژگی های الگوریتم نویسی

یک الگوریتم دارای ویژگی های زیر است:مشخصه ویژگی های الگوریتم نویسی

ورودی: یک الگوریتم به مقداری ورودی نیاز دارد. به یک الگوریتم می توان مقداری غیر از 0 به عنوان ورودی داد.خروجی: در پایان ویژگی های الگوریتم نویسی، یک یا چند نتیجه خواهید داشت.بدون ابهام: یک الگوریتم کامل به صورت بدون ابهام تعریف می شود، به این معنی که دستورالعمل های آن باید واضح و سرراست باشد.

تناهی: ویژگی های الگوریتم نویسی باید متناهی باشد. محدود بودن در این زمینه به این معنی است که الگوریتم باید تعداد محدودی دستورالعمل داشته باشد، یعنی دستورالعمل ها باید قابل شمارش باشند.اثربخشی: از آنجا که هر دستورالعمل در یک الگوریتم بر فرآیند کلی تأثیر می گذارد، باید کافی باشد.

استقلال زبان: ویژگی های الگوریتم نویسی باید مستقل از زبان باشد، به این معنی که دستورالعمل های آن را می توان در هر زبانی پیاده سازی کرد و نتایج یکسانی را تولید کرد.چرا به الگوریتم نیاز دارید؟به دلایل زیر به الگوریتم نیاز دارید:

مقیاس پذیری
این به درک شما از مقیاس پذیری کمک می کند. هنگامی که یک مشکل قابل توجه در دنیای واقعی دارید، باید از ویژگی های الگوریتم نویسی آن را به مراحل کوچک تقسیم کنید تا سریع آن را تجزیه و تحلیل کنید.

کارایی
دنیای واقعی به چالش کشیدن به مراحل کوچکتر است. اگر یک مشکل را بتوان به راحتی به مراحل کوچکتر تقسیم کرد، نشان دهنده امکان پذیر بودن ویژگی های الگوریتم نویسی است.پس از درک اینکه یک الگوریتم چیست، چرا به الگوریتم نیاز دارید، نحوه نوشتن یک الگوریتم را با استفاده از یک مثال بررسی خواهید کرد.

چگونه یک الگوریتم بنویسیم؟

هیچ استاندارد مشخصی برای نوشتن الگوریتم ها وجود ندارد. با این حال، مشکلی است که وابسته به منابع است. ویژگی های الگوریتم نویسی هرگز با یک زبان برنامه نویسی خاص در ذهن نوشته نمی شوند.همانطور که همه می‌دانید، ساختارهای کد پایه مانند حلقه‌هایی مانند do، for، while، همه زبان‌های برنامه‌نویسی کنترل جریان مانند if-else و غیره را به اشتراک می‌گذارند.

پیشنهاد می کنیم به مشاهده مقاله جزوه و جواب تمرین سوالات الگوریتم برنامه نویسی با حل مثال بپردازید.

ویژگی های الگوریتم نویسی را می توان با استفاده از این ساختارهای رایج نوشت.الگوریتم ها معمولاً به صورت گام به گام نوشته می شوند، اما همیشه اینطور نیست. الگوریتم نویسی فرآیندی است که پس از مشخص شدن دامنه مشکل اتفاق می افتد. یعنی باید از حوزه مشکلی که در حال توسعه راه حل برای آن هستید آگاه باشید.

اکنون از یک مثال برای یادگیری نحوه نوشتن الگوریتم استفاده کنید.مشکل: الگوریتمی ایجاد کنید که دو عدد را ضرب کند و خروجی را نمایش دهد.

مرحله 1 – شروع کنید،مرحله 2 – سه عدد صحیح x، y و z را اعلام کنید،مرحله 3 – مقادیر x و y را تعریف کنید،مرحله 4 – مقادیر x و y را ضرب کنید،مرحله 5 – نتیجه مرحله 4 را در z ذخیره کنید،مرحله 6 – z را چاپ کنید،مرحله 7 – توقف.

ویژگی های الگوریتم نویسی به برنامه نویسان آموزش می دهند که چگونه کد بنویسند. علاوه بر این، الگوریتم را می توان به صورت زیر نوشت:مرحله 1 – شروع mul،مرحله 2 – مقادیر x و y را بدست آورید،مرحله 3 − z ← x * y،مرحله 4 – z را نمایش دهید،مرحله 5 – توقف.

در طراحی و تحلیل الگوریتم، روش دوم معمولاً برای توصیف ویژگی های الگوریتم نویسی استفاده می شود. این به تحلیلگر اجازه می دهد تا الگوریتم را تجزیه و تحلیل کند در حالی که تمام تعاریف ناخواسته را به راحتی نادیده می گیرد. آنها می توانند ببینند که کدام عملیات استفاده می شود و روند پیشرفت چگونه است. 

در طراحی ویژگی های الگوریتم نویسی موارد زیر باید در نظر گرفته شود:

ماژولار بودن: این ویژگی کاملاً برای الگوریتم نویسی طراحی شده است اگر به شما مشکل داده شود و آن را به ماژول های کوچک یا مراحل کوچک تقسیم کنید، که یک تعریف اولیه از یک الگوریتم است.درستی: درستی الگوریتم زمانی تعریف می شود که ورودی های داده شده خروجی مورد نظر را تولید می کنند که نشان می دهد الگوریتم به درستی طراحی شده است. تجزیه و تحلیل یک الگوریتم به درستی تکمیل شده است.

قابلیت نگهداری: به این معنی است که ویژگی های الگوریتم نویسی باید به شکلی ساده و ساختار یافته طراحی شود تا زمانی که الگوریتم را دوباره تعریف می کنید، هیچ تغییر قابل توجهی در الگوریتم ایجاد نشود.کارکرد: مراحل منطقی مختلفی را برای حل یک مشکل دنیای واقعی در نظر می گیرد.استحکام: استحکام به توانایی یک الگوریتم برای تعریف واضح مشکل شما اشاره دارد.

کاربر پسند: اگر درک ویژگی های الگوریتم نویسی مشکل باشد، طراح آن را برای برنامه نویس توضیح نمی دهد.سادگی: اگر یک الگوریتم ساده باشد، درک آن نیز ساده است.توسعه پذیری: اگر طراح یا برنامه نویس الگوریتم دیگری بخواهد از آن استفاده کند، الگوریتم شما باید قابل توسعه باشد.اکنون خواهید دید که چرا یک الگوریتم پس از درک برخی از اجزای آن بسیار ضروری است.

اهمیت یک الگوریتم)دو عامل وجود دارد که در آنها ویژگی های الگوریتم نویسی اساسی است:

اهمیت نظری:هنگامی که یک مشکل در دنیای واقعی به شما داده می شود، باید آن را به ماژول های کوچکتر تقسیم کنید. برای تجزیه و تحلیل مسئله، ابتدا باید ویژگی های الگوریتم نویسی آن را درک کنید.

اهمیت عملی:همانطور که می دانید، تئوری بدون کاربرد عملی تکمیل نمی شود. در نتیجه می توان اهمیت ویژگی های الگوریتم نویسی را هم از نظر تئوری و هم از نظر عملی در نظر گرفت.

ویژگی های الگوریتم نویسی آنلاین، الگوریتمی است که می تواند ورودی خود را تکه به تک به صورت سریال پردازش کند، یعنی به ترتیبی که ورودی به الگوریتم داده می شود، بدون اینکه کل ورودی از ابتدا در دسترس باشد.

در مقابل، ویژگی های الگوریتم نویسی آفلاین از ابتدا به کل داده های مسئله داده می شود و باید پاسخی را ارائه دهد که مشکل موجود را حل کند.به عنوان مثال، الگوریتم های مرتب سازی انتخاب مرتب سازی و مرتب سازی درج را در نظر بگیرید.

ویژگی های الگوریتم نویسی مرتب سازی انتخاب یک آرایه را با یافتن مکرر عنصر حداقل (با در نظر گرفتن ترتیب صعودی) از قسمت مرتب نشده و قرار دادن آن در ابتدا مرتب می کند. که نیاز به دسترسی به کل ورودی دارد. بنابراین یک الگوریتم آفلاین است.

از سوی دیگر، مرتب‌سازی درج یک عنصر ورودی را در هر تکرار در نظر می‌گیرد و یک راه‌حل جزئی بدون در نظر گرفتن عناصر آینده تولید می‌کند. بنابراین مرتب سازی درج ویژگی های الگوریتم نویسی آنلاین است.

نمونه ای از الگوریتم آنلاین (مرتب سازی درج):از آنجایی که ویژگی های الگوریتم نویسی آنلاین کل ورودی را نمی داند، ممکن است تصمیماتی بگیرد که بعداً بهینه نباشد.توجه داشته باشید که مرتب سازی درج نتیجه بهینه را ایجاد می کند. بنابراین، برای بسیاری از مشکلات، الگوریتم های آنلاین نمی توانند با عملکرد الگوریتم های آفلاین مطابقت داشته باشند.

نمونه هایی از الگوریتم نویسی های آنلاین عبارتند از:1. مرتب سازی درج 2. پرسپترون 3. نمونه برداری از مخزن 4. الگوریتم حریص 5. مدل دشمن6. سیستم های وظیفه متریک 7. الگوریتم شانس

مشکلات آنلاین: مشکلات زیادی وجود دارد که بیش از ویژگی های الگوریتم نویسی آنلاین را به عنوان راه حل ارائه می دهند:1. مشکل مسافر کانادایی  2. مشکل جستجوی خطی3. مشکل K-Server 4. مشکل زمان بندی کارگاه 5. مشکل به روز رسانی لیست 6. مشکل راهزن7. مشکل منشی

بهترین برنامه‌ها به گونه‌ای نوشته شده‌اند که ماشین‌های محاسباتی بتوانند آن‌ها را به سرعت اجرا کنند و انسان‌ها بتوانند آن‌ها را به وضوح درک کنند. یک برنامه‌نویس در حالت ایده‌آل مقاله‌نویسی است که با فرم‌های زیبایی‌شناسی و ادبی سنتی و همچنین مفاهیم ریاضی کار می‌کند تا نحوه کار ویژگی های الگوریتم نویسی را به مخاطب منتقل کند و خواننده را متقاعد کند که نتایج درست خواهد بود.»

این دقیقاً آنچه را که باید انجام دهید را شامل می شود. به طور کلی ویژگی های الگوریتم نویسی پاسخی را ارائه می دهد و تلاش می کند سازنده ترین ترتیبی باشد که می توانیم بسازیم. این اغلب یک فکر هوشمندانه برای شماره گذاری وسایل است، اما نیازی به آن ندارید.

به جای گام‌های شماره‌دار، چند نفر از فضا استفاده می‌کنند و در شبه کد می‌نویسند. با این حال، آنقدرها مهم نیست زیرا ویژگی های الگوریتم نویسی بخش اصلی است. افراد مختلف از چیزهای متفاوتی استفاده می کنند، مانند برخی از افراد دیگر به سادگی از نموداری به نام فلوچارت استفاده می کنند.