Programmazzjoni. Kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi

Għall-ħolqien ta 'xi programmi, hemm bżonn ta' kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi. Dan li ġej hu l-aktar mod sempliċi biex issolvi l-problemi. Jista 'jintuża, pereżempju, biex jaħdem b'eżempji simili. Hemm tipi oħra: fergħat u looping. Dwarhom se jingħad f'dan l-artikolu. Imma l-ewwel trid tifhem x'inhu l-algoritmu.

Algoritmu

Il-kelma "algoritmu" ġej mill-Latin algoritmi. Xi jfisser? Il-kelma awtentika kienet ġejja mill-isem ta 'matematiku, li x-xogħol tiegħu waqa' fid-disa 'seklu. Grazzi għat-trattat al-Khwarizmi, l-umanità setgħet tgħarraf bit-tip bażiku ta 'kostruzzjoni algorithmika u ġeneralment b'kunċett ġenerali.

Aktar kmieni, ġiet adottata l-forma tal-kitba tal-kelma "algoritmu". Issa huwa wżat biss f'xi każijiet.

L-algoritmu huwa proċess li jfisser li tinbidel id-data tal-input, li sseħħ fil-forma ta 'passi diskreti. Ma 'dan il-kunċett, kull persuna tiltaqa' fil-ħajja, min hu. L-algoritmi jistgħu jissejħu wkoll it-tħejjija tat-te jew ikel, multiplikazzjoni jew żieda, is-soluzzjoni ta 'ekwazzjonijiet, eċċ. L-apparat domestiku kollu, li l-proċess tax-xogħol tiegħu huwa awtomatizzat, jaħdem għad-detriment ta' passi ċari preskritti fil-memorja tal-proċessur. Algoritmi bħal dawn jissejħu algoritmi tad-dar. Hemm tipi oħra. Ikkunsidrahom.

Tipi ta 'algoritmi

Il-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi huma maqsuma f'diversi tipi, li se jiġu diskussi f'dan is-subparagrafu. Liema huma huma simili?

1. Informattiv. Dawn l-algoritmi jaħdmu b'ħafna data, iżda l-proċess stess tal-ipproċessar tagħhom huwa żgħir fit-tul u mhux ikkomplikat.
2. Maniġers. Ix-xogħol ta 'tali algoritmi huwa relatat ma' informazzjoni li hija pprovduta minn sors wieħed jew ieħor. Wara li tirċevih, sinjali speċjali jintbagħtu biex jiżguraw it-tħaddim tal-mezzi.
3. Komputazzjonali. B'differenza mill-algoritmi ta 'informazzjoni, ix-xogħol deskritt b'ammonti żgħar ta' data, iżda jipproduċi proċess kbir ta 'xogħol.

Fil-fatt, l-algoritmu huwa preċiż għall-iżgħar istruzzjonijiet fid-dettall. Madankollu, mhux id-dejta kollha bħal din tista 'tissejjaħ kunċett deskritt. Biex tifhem l-algoritmu ta 'struzzjoni jew le, għandu jiġi ċċekkjat għal ċerti proprjetajiet.

Proprjetajiet ta 'algoritmi

Il-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi kollha għandhom ikollhom azzjonijiet li jobduhom. Ejja nqisu din il-kwistjoni f'aktar dettall.

Jekk inti ssegwi kompletament ix-xogħol tal-algoritmi u l-proprjetajiet tagħhom, tista 'tara li mhux meħtieġ li tifhem il-komponenti tagħhom, huwa pjuttost ċar li jikkorrispondu mal-pjan. Ir-riżultat korrett jinkiseb, anke jekk sempliċement biex isegwu l-azzjonijiet meħtieġa b'mod mekkaniku. Minn dan nistgħu nikkonkludu li minħabba n-nuqqas ta 'tifsira fl-għarfien tal-azzjonijiet, l-algoritmu jista' verament jiġi allokat għall-implimentazzjoni ta 'kompjuter. Fi kliem ieħor, għal mezzi awtomatizzati, dan il-proċess huwa meħtieġ.

Liema proprjetajiet għandhom il-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi għall-aktar xogħol preċiż?

1. Ċarezza. Kull kmand għandu jkun ċar kemm jista 'jkun biex l-oġġett jiġi eżegwit. Jidher li xejn huwa eħfef minn, per eżempju, li jiġbed punt fiċ-ċentru, le, imma sakemm ikollok kmand li jippermettilek li twettaq l-azzjoni, ma tkunx tista 'tagħmel dan.
2. Effettività. Xi jfisser din il-proprjetà? Riżultat meħtieġ. L-algoritmu ma jistax iwassal għal tweġiba. Minħabba l-iżball, tista 'tikseb ir-riżultat ħażin, li kien mixtieq, iżda xorta jkun. Barra minn hekk, ir-risposta għandha tinkiseb wara ċertu numru ta 'passi.
3. Il-massa. Kwalunkwe algoritmu għandu jkun applikabbli għal xi klassi ta 'kompiti. Bejniethom, jistgħu jvarjaw mid-dejta oriġinali.
4. Ċertezza. Kull azzjoni għandu jkollha valur wieħed biss u ma tippermettix għal dekrizzjoni ta 'derivattivi. Idealment, irrispettivament minn kemm jitmexxa l-programm, ir-riżultat għandu dejjem ikun l-istess.
5. Diskrezzament. Algoritmu - passi sekwenzjali. Kull pass huwa kmand, ma tistax taqbeż jew żid oħrajn ġodda.
6. Korrettezza. Kwalunkwe algoritmu li japplika għal kwalunkwe tip ta 'kompitu għandu jkun korrett għal kulħadd. Fl-ipprogrammar, ħafna drabi jinqalgħu problemi mhux bil-kitba ta 'passi, li ta' spiss ma tantx jieħdu ħafna ħin, iżda biex iwettquhom għal diversi tipi ta 'mistoqsijiet. Għalhekk, pass importanti huwa l-eliminazzjoni tal-algoritmu. Jista 'jgħin f'dan u d-disinn algoritmiku bażiku, li r-ripetizzjoni tiegħu se tikseb riżultati aħjar.

Deskrizzjoni ta 'algoritmi

Jekk nitkellmu dwar metodi biex niktbu algoritmi, allura għandna niddistingwu dan li ġej:

• Verbali. Fi kliem ieħor, f'lingwa li hija konvenjenti biex tesprimi kostitwent.
• Tabulari. Loġikament, l-algoritmu jinkiteb f'tabelli u, bħala regola, jintuża bħala element awżiljarju.
• Formalment verbali. Il-bażi tal-metodu verbali ta 'spjegazzjoni hija meħuda, iżda formuli jew simboli matematiċi huma wkoll irreġistrati f'tali azzjonijiet.
• Grafika. Dan l-algoritmu jinkiteb f'lingwa speċjali ta 'dijagrammi ta' blokki.

L-aħħar punt għandu jiġi ċċarat. X'inhi dijagramma ta 'blokk? Dan huwa algoritmu lineari jew mhux lineari, li l-passi tiegħu huma rreġistrati bl-użu ta 'blokki speċjali. Huma għandhom il-konfigurazzjoni, l-iskop u l-funzjoni tagħhom stess. Fil-każ ta 'din id-deskrizzjoni, l-algoritmu jinkiteb f'dijagrammi ta' blokki li huma marbuta flimkien b'linji. Fihom, huwa meħtieġ li tiġi analizzata wkoll azzjoni (pass).

Kostruzzjonijiet Algoritmiċi

Xi wħud isostnu li l-algoritmi ma għandhomx 3 tipi, iżda 4. Il-kostruzzjonijiet algorithmiċi prinċipali: lineari, fergħat, ċikliċi. X'inhi r-raġuni għal dan il-kunċett żbaljat mhix ċara. Madankollu, għal soluzzjoni sempliċi ta 'problemi kumplessi, il-kompjuter juża l-algoritmi ta' dawn it-tliet gruppi pjuttost kbar. Ikkunsidrahom.

1. Lineari. Dan il-proċess ta 'komputazzjoni rċieva dan l-isem minħabba l-fatt li l-azzjonijiet kollha jitwettqu f'sekwenza lineari, b'kull pass isir mhux aktar minn darba. Jekk inqisu l-iskema tal-problema, allura l-blokki fih jitqiegħdu waħda taħt l-oħra, skont in-numru tas-sekwenza tal-kompitu. L-algoritmi lineari jaħdmu b'tali mod li d-direzzjoni u t-tifsira tal-azzjonijiet ma tinbidilx mid-dejta inizjali. Metodu ta 'soluzzjoni bħal dan huwa adattat biex jikkalkula s-somma jew id-differenza, iż-żona ta' figura jew il-perimetru tagħha, eċċ. It-tip ewlieni ta 'kostruzzjoni algorithmika hija.
2. Fergħat. Dan il-proċess ta 'komputazzjoni jimplika l-preżenza ta' espressjoni loġika (aktar LV) u l-għażla tal-kondizzjoni (il-fergħa "lie" u "verità"). F'kull każ, wieħed biss minn żewġ timijiet jew aktar jiġi implimentat. Ma hemm l-ebda kompitu u ma jistax ikun, fejn se jiġu ssodisfati għażliet oħra. Jekk hemm żewġ fergħat fl-algoritmu, huwa sempliċi, jekk aktar minn żewġ fergħat huma kumplessi. U l-aħħar proċess huwa faċilment rappreżentat għad-detriment ta 'l-ewwel. It-tip ewlieni ta 'kostruzzjoni algorithmika huwa kemm l-ewwel punt kif ukoll it-tieni. L-ispeċi li ġejjin huma wkoll inklużi f'din il-lista.
3. Ċikliku. F'tali algoritmu, neċessarjament ikun hemm element li jirrepeti ħafna drabi, u tintuża data tal-bidu differenti. Fi kliem ieħor, proċess bħal dan jissejjaħ ċiklu.

Għandu jiġi nnutat li l-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi kollha (segwitu, fergħa, ċiklu) huma interrelatati ma 'xulxin, għalkemm jistgħu jintużaw separatament.

Ħolqien ta 'ċikli u t-tipi tagħhom

Dak li hu meħtieġ biex tinħoloq linja?

• Konvertitur taċ-ċiklu. Din hija varjabbli li tistabbilixxi l-valur inizjali, u meta l-azzjoni tkun ripetuta, din se tinbidel. Għandu neċessarjament ikun parti mill-algoritmu. Il-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi tat-tip ċikliku mhux se jaħdmu mingħajrha.
• Ibdel l-indikatur tad-data ta 'hawn fuq qabel ma ċiklu ġdid jerġa' jiġi ripetut.
• Iċċekkja l-kundizzjoni li l-kompjuter jiddeċiedi jekk "jirbattix" iċ-ċiklu jew aktar, m'hemmx bżonn.

Iċ-ċikli jistgħu jkunu deterministiċi u iterattivi. L-ewwel waħda tirrappreżenta ripetizzjoni ta 'azzjonijiet man-numru diġà magħruf ta' repetizzjonijiet. Iċ-ċiklu ta 'iterazzjoni huwa wieħed li jirrepeti numru indefinit ta' drabi sakemm il-kondizzjoni ssir vera jew falza.

Algoritmu Bażiku

Ta 'min jiftakar li l-algoritmu bażiku ma japplikax għall-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi. X'inhu hu? Dan il-kunċett ilu ma nstabx fil-letteratura moderna, iżda dan ma jfissirx li ma teżistix aktar. Meta wieħed iqis li jistgħu jseħħu diversi fergħat jew repetizzjonijiet biex jissolvew il-problemi, tista 'tintgħażel il-konklużjoni li ġejja. Il-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi (lineari, fergħat, ċikliċi) huma bażiċi. Fil-fatt, huma jirrappreżentaw l- "unità strutturali" ta 'kull istruzzjoni hekk imsejħa.

Algoritmi lineari

Kif diġà jidher ċar minn dak li ntqal hawn fuq, l-algoritmi huma lineari u mhux lineari. Ikkunsidra l-ewwel għażla. Għaliex qed tissejjaħ dak? Kollox huwa estremament sempliċi. Il-fatt hu li l-azzjonijiet kollha li huma riprodotti fl-algoritmu għandhom eżekuzzjoni sekwenzjali b'mod ċar, il-passi kollha jitwettqu strettament wieħed wara l-ieħor. Bħala regola, kompiti bħal dawn huma żgħar u għandhom livell baxx ta 'kumplessità.

Eżempju ta 'algoritmu lineari jista' jkun il-proċess tat-te:

1. Ferra l-ilma fil-kitla.
2. Poġġi l-kitla fuq il-fuklar biex tgħalli.
3. Ħu t-tazza.
4. Ferra t-tè fit-tazza.
5. Żid iz-zokkor.
6. Wara t-togħlija, ferra l-ilma jagħli fil-kikkra.
7. Ħu kuċċarina.
8. Ħallat iz-zokkor.

L-ipprogrammar tal-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi huwa pjuttost kwistjoni diffiċli, iżda meta niġu għall -algoritmi lineari, ħafna drabi huwa faċli ħafna li jiġu implimentati.

Algoritmi tal-fergħat

Kif tifhem li l-algoritmu huwa fergħat? Huwa biżżejjed li jkun żgurat li hemm għażla ta 'żewġ għażliet jew aktar, skont jekk il-kundizzjoni hijiex sodisfatta jew le. Kull triq tissejjaħ fergħa.

Il-karatteristika ewlenija tal-algoritmu ta 'fergħat hija l-eżistenza ta' fergħa kondizzjonali. Dan jiġri waqt il-verifika tal-espressjoni għal vera jew falza.

Tipikament, l-espressjonijiet loġiċi huma rappreżentati b'inqas minn, akbar minn, inqas minn jew ugwali għal, akbar minn jew ugwali għal, ugwali, jew mhux ugwali għal. Kultant hemm varjanti fejn il-kundizzjoni hija relatata ma 'xulxin bl-għajnuna ta' u (u) u jew (jew) kmandijiet.

Eżempju ta 'tali algoritmu jista' jkun is-soluzzjoni tal-problema li ġejja: jekk l-espressjoni ((x + 3) / 1) hija ugwali għal numru pożittiv, imbagħad ħalli r-riżultat għall-iskrin, jekk negattiv, tgħid lill-utent dwar l-iżball.

Huwa pjuttost sempliċi li jintużaw il-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi fil-prattika. Il-fergħat huma wieħed mill-aktar metodi komuni ta 'soluzzjoni.

Ċiklu deterministiku jew ċiklu b'kontru

Loop b'contador huwa linja li tinkludi varjabbli li tbiddel il-valur b'ċertu pass. Il-pass jiġi stabbilit mill-utent jew preskritt mill-programmer waqt li jkun qed jikteb il-kollateral. Il-biċċa l-kbira tal-lingwi għal dan il-loop jużaw il-prospett.

Għall-programm li juri żewġ linji 4 darbiet:

1. "Kif int?"
2. "Ukoll, grazie!"
3. "Kif int?"
4. "Ukoll, grazie!"

Huwa meħtieġ li jinħoloq ċiklu deterministiku. Kif tħares? Aħna nużaw il-lingwa "Pascal" għal perċezzjoni aħjar tad-disinn.

1. Għal i: = 1 sa 2 do:

- i huwa l-counter tal-linja, jiddetermina n-numru ta 'repetizzjonijiet fil-linja.

2. Ibda (il-parentesi tal-operatur jinfetħu sabiex iż-żewġ frażijiet ikunu l-ġisem tal-linja u jiġu ripetuti flimkien).

3. Writeln ('Kif int?'):

- il-kelma writeln tfisser ir-riżultat ta 'frażi li hija f'kwotazzjonijiet singoli.

4. Writeln ("Well, thank you").

5. Tmiem.

6. i: = i + 1.

Kif tistgħu taraw, huwa pjuttost faċli u anke interessanti li tuża l-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi. Algoritmi bażiċi huma verament magħrufa, mingħajrhom huwa impossibbli li wieħed jikteb programmi.

Ċiklu b'post-kondizzjoni

A loop b'post kundizzjoni jista 'jirrepeti numru indefinit ta' azzjonijiet mingħajr ma jdaħħal staples tal-operatur jew kliem kompost fihom. Din se titwettaq mill-inqas darba. Il-linja timxi sakemm il-kundizzjoni tkun falza. Tieqaf meta l-indikaturi jkunu korretti. L-algoritmu huwa mibni fuq dan. Il-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi ta 'dan it-tip jaħdmu f'dan il-pass.

Biex timplimenta dan iċ-ċiklu, hija meħtieġa l-kostruzzjoni tar-Riproduzzjoni A sa B. Huwa litteralment tradott bħala "azzjonijiet ripetuti waqt li l-kundizzjoni hija falza". Għaldaqstant, il-proċess ta 'repetizzjoni huwa espress permezz ta' A, u d-data permezz ta 'B, li bħala riżultat irid jieħu l-valur korrett.

Ċiklu bil-kondizzjoni minn qabel

Loop b'post kundizzjoni huwa mibni b'tali mod li jiġi eżegwit mill-inqas darba f'kull każ. Madankollu, hemm każijiet meta ċiklu huwa meħtieġ fil-każ ta 'kondizzjoni partikolari, u jekk ma jkunx hemm ripetizzjoni, m'għandux. Inkella r-riżultat ikun żbaljat. Huwa f'dan il-każ li jintuża loop bi prekundizzjoni. Biex tinħoloq, għandek bżonn "filwaqt li A do B" tinbena. L-ewwel kmand huwa litteralment tradott bħala "bye". A hija kundizzjoni, u B hija azzjoni li se tiġi ripetuta. Id-disinn kollu jfisser: "sakemm il-kondizzjoni tkun korretta, iwettaq l-azzjonijiet".

Il-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi kollha jaħdmu biss f'ċerti każijiet. X'inhuma fiċ-ċiklu bi prekondizzjoni? Jekk ikun meħtieġ li wieħed jirrepeti mhux azzjoni waħda, iżda diversi, huwa utli li tuża jew operaturi komposti jew parentesi speċjali. Iċ-ċiklu jista 'ma jkunx sodisfatt jekk il-kundizzjoni mhix vera meta tidħol fih. Għaldaqstant, l-azzjonijiet se jiġu ripetuti jekk huwa korrett.

Algoritmu awżiljarju

L-algoritmu awżiljarju jintuża fi proċessi oħra billi jispeċifika biss l-isem tiegħu. Ma japplikax għall-kostruzzjonijiet algorithmiċi bażiċi. Fl-ilsna ta 'programmar, dan il-proċess ta' azzjoni jissejjaħ subutine. Biex tiffaċilita x-xogħol bil-kodiċi u sussegwentement soluzzjoni ta 'problemi aktar sempliċi, kull azzjoni hija kkombinata fi blokka waħda, li hija algoritmu awżiljarju. Kull wieħed minnhom jista 'jingħata isem, li jippermettilek ripetutament tirreferi għalih.