導(dǎo)語(yǔ)：數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化的運(yùn)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟件發(fā)展非常迅速，就像春風(fēng)吹入千萬(wàn)行業(yè)中，已經(jīng)滲入人們的生活點(diǎn)點(diǎn)滴滴、學(xué)習(xí)方方面面。數(shù)學(xué)算法本身是一種思想體現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行研究，通過(guò)精心的設(shè)計(jì)和歸納總結(jié)，將其運(yùn)用在計(jì)算機(jī)編程中，從而對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化，這是當(dāng)前的熱門研究方向。數(shù)學(xué)算法本身超強(qiáng)的邏輯性與計(jì)算機(jī)程序中某些算法也有非常緊密的聯(lián)系。本次研究主要從當(dāng)前數(shù)學(xué)算法運(yùn)用在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化中的實(shí)際情況進(jìn)行分析，展開(kāi)論述數(shù)學(xué)算法建模思想在計(jì)算機(jī)編程算法中的運(yùn)用、數(shù)學(xué)算法在不同計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言上的運(yùn)用，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)算法；計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化；建模思想；計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言；實(shí)際應(yīng)用

計(jì)算機(jī)自問(wèn)世以來(lái)，給予了人類生活、學(xué)習(xí)、工作上的便利。計(jì)算機(jī)軟件在計(jì)算機(jī)實(shí)際運(yùn)用中占據(jù)著大腦般的地位，對(duì)于許多功能相似的軟件，實(shí)際生活中其受到人們喜愛(ài)的程度卻大相徑庭。具體對(duì)其分析，是因?yàn)椴煌浖g的數(shù)學(xué)算法存在區(qū)別，從而使得計(jì)算機(jī)編程存在差異，體驗(yàn)感也因此出現(xiàn)較大差異。數(shù)學(xué)算法本身作為一種模型，從理論建模到實(shí)物，若能夠合理運(yùn)用數(shù)學(xué)算法，使得計(jì)算機(jī)編程中的邏輯效率更高，編程得到優(yōu)化，軟件的適用性、體驗(yàn)感也直接得到提升。

一、當(dāng)前數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化中的發(fā)展形勢(shì)

國(guó)內(nèi)數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程中的運(yùn)用，可從2005年的中國(guó)科學(xué)家人文論壇上進(jìn)行分析，其中吳文俊院士分析到，東方地區(qū)的數(shù)學(xué)，可從中國(guó)古代數(shù)學(xué)和印度古代數(shù)學(xué)上進(jìn)行追溯。具體來(lái)說(shuō)，中國(guó)古代數(shù)學(xué)其實(shí)就是一種數(shù)學(xué)的算法，計(jì)算機(jī)發(fā)展至今，數(shù)學(xué)算法幾斤逐漸滲入計(jì)算機(jī)之中，形成計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)這門學(xué)門。中國(guó)古代的數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)進(jìn)行適用這種模式就是現(xiàn)代化的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)本身和數(shù)學(xué)之間有著不可切割的聯(lián)系，美國(guó)的學(xué)者曾闡述計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)的關(guān)系，計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)就是算法數(shù)學(xué)。所以從計(jì)算機(jī)編程角度上考慮，理論計(jì)算機(jī)科學(xué)、密碼學(xué)、信息安全、算法、程序語(yǔ)言、計(jì)算幾何等等，都是計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)之間的縱橫交叉。這份交叉也不局限于此，未來(lái)的各行各業(yè)的發(fā)展，仍舊需要從計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)上進(jìn)行考量。

二、數(shù)學(xué)算法建模思想在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化中的運(yùn)用

計(jì)算機(jī)在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，一般按照以下順序進(jìn)行考慮：一是問(wèn)題匹配模型，從模型上考慮算法；二是數(shù)學(xué)算法匹配計(jì)算機(jī)編程軟件，進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)；三是程序測(cè)試，根據(jù)模型和結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，獲得最終的程序設(shè)計(jì)。以上順序中，數(shù)學(xué)算法建模思想在計(jì)算機(jī)編程中起到基石的作用。進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，能夠直接的解決實(shí)際問(wèn)題，能夠?qū)⒚媾R的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單化、基礎(chǔ)化、順序化的處理，從而將難度降低。但是實(shí)際生活中，不是所有的問(wèn)題都能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)建模進(jìn)行簡(jiǎn)單化、順序化的處理，數(shù)學(xué)建模思想在實(shí)際生活中的運(yùn)用離不開(kāi)問(wèn)題的規(guī)律性。數(shù)學(xué)建模的構(gòu)建，需要對(duì)其中的固定規(guī)律、相關(guān)參數(shù)、實(shí)際運(yùn)用過(guò)程進(jìn)行思考，使得數(shù)學(xué)模型能夠與問(wèn)題更加匹配，或一定程度上最匹配，在這樣的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程，能夠使得程序更加優(yōu)化。所以整體來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)算法建模思想在計(jì)算機(jī)編程中起到非常關(guān)鍵的作用，想要對(duì)程序進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，離不開(kāi)更好的數(shù)學(xué)模型的建立。計(jì)算機(jī)軟件的更替速度日新月異，計(jì)算機(jī)軟件的精細(xì)化程度和復(fù)雜程度也逐漸提升，計(jì)算機(jī)軟件使用者在諸多軟件中，會(huì)從喜好、體驗(yàn)度、實(shí)用度、趣味性等多方面考慮。這對(duì)計(jì)算機(jī)編程人員來(lái)說(shuō)，想要編寫出更優(yōu)化的程序，期間的過(guò)程是非常艱難的。計(jì)算機(jī)編程人員需要在數(shù)學(xué)算法中進(jìn)行不斷的嘗試和選擇，進(jìn)而將程序進(jìn)行優(yōu)化，這個(gè)過(guò)程中，程序不同模塊也會(huì)有自身聯(lián)系，若出現(xiàn)錯(cuò)誤，可能會(huì)引起非常嚴(yán)重的連鎖反應(yīng)。故在計(jì)算機(jī)編程之前，在問(wèn)題匹配模型時(shí)，編程人員就需要選擇相對(duì)更加科學(xué)、合理的數(shù)學(xué)模型，從實(shí)際問(wèn)題的角度進(jìn)行分析，展開(kāi)算法的設(shè)計(jì)，后期編程階段對(duì)算法進(jìn)行適用性的優(yōu)化和檢驗(yàn)，再?gòu)慕Y(jié)果中進(jìn)行數(shù)學(xué)算法的調(diào)整，使得程序能夠在最大范圍中得到優(yōu)化。

三、數(shù)學(xué)算法在不同計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言上的運(yùn)用

計(jì)算機(jī)的編程中最核心的就是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。編程本身是一門具有非常強(qiáng)的專業(yè)性、綜合性的學(xué)科，利用計(jì)算機(jī)編程軟件，以計(jì)算機(jī)語(yǔ)言將其組織，就像將青蛙的各個(gè)肢體完善后，需要以一定的順序和指令將其組裝成形，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言就是將程序進(jìn)行串聯(lián)，使得軟件具備一定的功能。實(shí)際運(yùn)用中，計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言以傳統(tǒng)的VB語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和相對(duì)現(xiàn)代化的C語(yǔ)言、C++語(yǔ)言。前面兩種語(yǔ)言已經(jīng)逐漸退出編程者的視野，后面兩種語(yǔ)言以自身的優(yōu)勢(shì)得到很好的發(fā)展。C語(yǔ)言在計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言中，具有語(yǔ)言最為簡(jiǎn)單、程序最為基礎(chǔ)的特點(diǎn)，所以在實(shí)際的編程階段，C語(yǔ)言的一種入門級(jí)的編程語(yǔ)言。想要學(xué)習(xí)難度更高的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，首先必須要學(xué)習(xí)的就是C語(yǔ)言，這門基礎(chǔ)性的程序語(yǔ)言，能夠?yàn)楹竺娴膶W(xué)習(xí)在思想上、操作上打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。C語(yǔ)言也在某些小程序的設(shè)計(jì)中有非常廣泛的運(yùn)用。但實(shí)際編程階段，整體操作依舊以來(lái)代碼邏輯完成，C語(yǔ)言會(huì)有自身的問(wèn)題，但這種問(wèn)題是可以從數(shù)學(xué)算法中進(jìn)行彌補(bǔ)的。最常見(jiàn)的案例是，計(jì)算機(jī)程序判定該年是閏年還是平年，數(shù)學(xué)算法中閏年不可被100整除，但能夠被4整除。這種復(fù)合性的指向可從歸類法上思考，閏年=100倍數(shù)+400倍數(shù)，以這樣的算法能夠?qū)κ欠駷殚c年進(jìn)行正確判定。若以流程圖進(jìn)行分析，能夠更加直觀呈現(xiàn)出結(jié)果，這里的流程圖就是以數(shù)學(xué)建模思想完成的，這種簡(jiǎn)潔、邏輯性強(qiáng)的流程圖能夠?qū)⒕幊讨械牟蛔愀庇^體現(xiàn)出來(lái)，輔助找到優(yōu)化程序的更好的方案。C++語(yǔ)言相對(duì)來(lái)說(shuō)是針對(duì)某種對(duì)象進(jìn)行編寫的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中是屬于高級(jí)語(yǔ)言，其運(yùn)用也非常廣泛。結(jié)合C語(yǔ)言分析，C++語(yǔ)言是在C語(yǔ)言基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，這種編程語(yǔ)言在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，需要對(duì)對(duì)象進(jìn)行包裝，這個(gè)包裝能夠很好的將C語(yǔ)言運(yùn)用中存在的弊端回避，從編程效率上有更好的提高。所以C++語(yǔ)言能夠編寫更為復(fù)雜的大型程序。但這個(gè)包裝的過(guò)程，以及需要使用的類的繼承也是需要以數(shù)學(xué)算法作為基礎(chǔ)，并對(duì)后期進(jìn)行優(yōu)化，否則在編寫階段邏輯混亂，軟件的運(yùn)行效率將會(huì)大大降低。C++進(jìn)行編程時(shí)，首先需要定義類，然后進(jìn)行嵌套、封裝、繼承。大型程序在這三個(gè)階段花費(fèi)大量資源。所以對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，能夠直接避免邏輯陷阱問(wèn)題，解決代碼冗長(zhǎng)問(wèn)題，使得計(jì)算機(jī)對(duì)象程序設(shè)計(jì)的效率得到提高。

四、結(jié)語(yǔ)

對(duì)計(jì)算機(jī)程序而言，影響其運(yùn)行效率的因素非常多，硬件設(shè)置作為客觀限制因素，編程者無(wú)法回避；但可從軟件設(shè)施上進(jìn)行優(yōu)化和更新，從而改善程序運(yùn)行效率中存在的問(wèn)題。但這個(gè)階段需要消耗大量的人力和資金，所以在計(jì)算機(jī)編程時(shí)，若能更好的結(jié)合數(shù)學(xué)算法，在數(shù)學(xué)建模上選擇更為匹配的模型，在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫中結(jié)合數(shù)學(xué)算法，能夠在得到更好的程序的同時(shí)，回避許多設(shè)計(jì)陷阱，從而獲得更高的運(yùn)行效率，也能得到更大的利益回報(bào)。

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作者:李海洋 侯雅雅 單位:河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院