計(jì)算機(jī)編程中數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化策略

李鈺

摘要：在計(jì)算機(jī)編程中，合理地運(yùn)用數(shù)學(xué)算法所擁有的優(yōu)勢不但可以完好地針對所擁有的問題進(jìn)行總結(jié)分類歸納，還可以將其歸納作為基礎(chǔ)從而進(jìn)行針對性的統(tǒng)一計(jì)算，并且能夠?qū)⒎浅?fù)雜的問題進(jìn)行整體的簡化并且將其中所擁有的規(guī)律體現(xiàn)出來，計(jì)算機(jī)編程正是因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行針對性的將與編程相關(guān)的語言整理編輯。所以對計(jì)算機(jī)編輯工作人員來講有效地促進(jìn)數(shù)學(xué)算法，可以說是有效地提高了計(jì)算機(jī)編程工作的進(jìn)程與質(zhì)量

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)編程;數(shù)學(xué)算法;優(yōu)化策略

前言

計(jì)算機(jī)編程是針對計(jì)算機(jī)各項(xiàng)研發(fā)軟件的重要基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)編程相關(guān)工作人員進(jìn)行工作的過程中所使用的就是數(shù)學(xué)算法，相關(guān)工作人員針對數(shù)學(xué)算法進(jìn)行全面的分析其算法自身擁有的作用與意義并進(jìn)行針對性的研究數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程中的應(yīng)用可以有效地提高數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程相關(guān)工作人員自身的能力。

1計(jì)算機(jī)編程現(xiàn)狀與發(fā)展水平

1.1計(jì)算機(jī)編程現(xiàn)狀

現(xiàn)階段科學(xué)計(jì)算機(jī)的編程和很多有課程都存在著一定程度的關(guān)系，在這些學(xué)科中最為特別的課程便是數(shù)學(xué)。伴隨著我國現(xiàn)代社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，各個(gè)有關(guān)科學(xué)專業(yè)技術(shù)也在如此情形下不斷地被促進(jìn)發(fā)展與創(chuàng)新，計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)所運(yùn)用的技術(shù)也在這種形式下隨之不斷地快速發(fā)展變化著，現(xiàn)有階段計(jì)算機(jī)編程這門課程與數(shù)學(xué)中的計(jì)算算法之間所擁有的聯(lián)系已經(jīng)成為目前社會(huì)以及各界學(xué)者進(jìn)行研究的重中之重，有關(guān)科學(xué)計(jì)算機(jī)的研究理論可以分為網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算性、同時(shí)還可以分為算法以及設(shè)計(jì)理論等幾方面內(nèi)容，他們之間并不是單獨(dú)存在的，而是互相協(xié)調(diào)并且統(tǒng)一的。

1.2計(jì)算機(jī)編程發(fā)展

近些年來，計(jì)算機(jī)編程技術(shù)在發(fā)展的過程中，人們在應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)時(shí)會(huì)將殺毒軟件以及防火墻系統(tǒng)升級至最新版本，為計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用過程提供較為安全的保障。與此同時(shí)，人們?yōu)榱烁玫亓私庥?jì)算機(jī)信息技術(shù)結(jié)構(gòu)，就會(huì)將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)劃分為不同層次，并對相應(yīng)層次做出較為完善的設(shè)計(jì)，這就會(huì)促進(jìn)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。雖然現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)在應(yīng)用的過程中會(huì)存在著較多的局限性，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的效果無法達(dá)到真正期望的狀態(tài)，但是由于人們不斷對計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的優(yōu)化與應(yīng)用佳慧加強(qiáng)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的使用范圍，就可以促進(jìn)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，為其發(fā)展提供更加廣闊的發(fā)展空間。

2數(shù)學(xué)算法對計(jì)算機(jī)編程的優(yōu)化作用

2.1C語言編程中數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化作用

C語言作為常用的高級計(jì)算機(jī)語言，離不開數(shù)學(xué)算法的思想。通過在編程中使用數(shù)學(xué)算法可以使復(fù)雜的代碼變得簡潔和更具有邏輯性，將原本雜亂的代碼整理在數(shù)學(xué)算法框架之內(nèi)，代碼的簡化可以大大提高編程以及測試人員的工作效率，從而提高了編程語言的實(shí)用性。在應(yīng)用數(shù)學(xué)算法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對任務(wù)進(jìn)行邏輯分析，并根據(jù)實(shí)現(xiàn)思路列出算法流程圖，在根據(jù)流程圖進(jìn)行程序的編寫，使編程過程思路清晰。數(shù)學(xué)算法本身還具有一定的抽象性，通過將具體問題抽象化，同樣使得編程語言更加精煉，在更短的時(shí)間中解決問題。

2.2面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)語言中的數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化作用

面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)語言是指在C語言基礎(chǔ)上發(fā)展而來的C++語言，之所以稱為面向?qū)ο笳Z言是指在C++語言中，當(dāng)對對象進(jìn)行語言編寫時(shí)，需要對該對象進(jìn)行相應(yīng)的封裝操作，這樣可以減少一些C語言中原本存在的弊端，優(yōu)化編程語言，提高編程效率。在C++語言設(shè)計(jì)中包括類的思想以及封裝的概念，這兩種編程思想均需要數(shù)學(xué)算法來進(jìn)行優(yōu)化，恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用數(shù)學(xué)算法可以提高類相關(guān)操作以及封裝的效率，從原理上進(jìn)一步優(yōu)化編程。在進(jìn)行C++語言編程過程中，首先要進(jìn)行對類的相關(guān)定義，并在不同類之間完成所需要的嵌套、封裝等操作。除此之外，很多大的程序中需要繼承操作，這便使得大程序中的工作量十分巨大，通過數(shù)學(xué)算法的建模思想可以有效的將程序中變量進(jìn)行統(tǒng)一的運(yùn)算，大大減少了運(yùn)算工作量。綜上所述，在面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)編程語言中，數(shù)學(xué)算法的建模思想十分重要，通過對編程語言進(jìn)行數(shù)學(xué)建模能夠?qū)崿F(xiàn)編程過程的優(yōu)化。

2.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化作用

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在編程過程中十分重要，合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使程序變得簡單便捷，對于程序調(diào)用等方面均可以減少計(jì)算機(jī)的處理時(shí)間，而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則是通過數(shù)學(xué)算法來進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)需要對數(shù)學(xué)算法進(jìn)行選擇和改進(jìn)。特別地，當(dāng)程序中存在共享變量的時(shí)候，對其進(jìn)行合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還可以使得同一內(nèi)存空間內(nèi)同時(shí)存儲(chǔ)多個(gè)變量，提高了內(nèi)存空間的利用率，有效節(jié)約了資源。可見，在時(shí)間復(fù)雜的和空間復(fù)雜度上來講，數(shù)學(xué)算法均起到了重要的優(yōu)化作用。

3數(shù)學(xué)算法對計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化作用的探討

3.1對計(jì)算機(jī)C語言進(jìn)行優(yōu)化作用

C語言是計(jì)算機(jī)語言中最為基本的一種語言，也是在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的語言。C語言作為編程語言，在編譯的過程中，需要有嚴(yán)格的代碼邏輯操作，但計(jì)算機(jī)語言本身也存在有一定的限制，而數(shù)學(xué)算法可以進(jìn)一步的簡化它們的邏輯代碼。數(shù)字算法對計(jì)算機(jī)語言能夠進(jìn)行合理的優(yōu)化作用，基于這一種合理有序的數(shù)學(xué)思維影響，計(jì)算機(jī)代碼程序能夠被簡單化，計(jì)算的結(jié)果更加的精準(zhǔn)，大幅度的提高了計(jì)算機(jī)的工作效率，所以要更加的關(guān)注到計(jì)算機(jī)C語言在計(jì)算機(jī)編程中的運(yùn)用，利用數(shù)字化算法改進(jìn)計(jì)算機(jī)編程，優(yōu)化C語言，發(fā)展計(jì)算機(jī)編程。

3.2通過并行計(jì)算減少算法執(zhí)行時(shí)間

通過并行計(jì)算有兩種不同的方法來減少執(zhí)行時(shí)間。一種方法是在一臺(tái)機(jī)器上并行多個(gè)核心計(jì)算方法，另一種方法是通過并行多臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算。目前，計(jì)算機(jī)硬件的優(yōu)化和改進(jìn)是非常的迅速，大多數(shù)計(jì)算機(jī)都采用了雙核或四核。此外，計(jì)算機(jī)軟件也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新，這就使得了計(jì)算機(jī)的分布式系統(tǒng)受到了廣泛關(guān)注。但是，大多數(shù)的計(jì)算機(jī)算法都缺乏多核計(jì)算機(jī)核心計(jì)算，同時(shí)計(jì)算機(jī)的分布式系統(tǒng)沒有得到及時(shí)的優(yōu)化和改進(jìn)，仍然采用串行式的執(zhí)行方法，這就造成了計(jì)算過程的繁瑣與不易性，運(yùn)用數(shù)字算法可以幫助更好的解決這個(gè)問題。在對數(shù)學(xué)算法進(jìn)行研究和分析的基礎(chǔ)上，將算法分為兩個(gè)部分，一個(gè)是并行部分，另一個(gè)是非并行部分。用兩個(gè)不同的部分來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)不同核心的分布，并進(jìn)行最后的總結(jié)，可以得到相應(yīng)準(zhǔn)確的結(jié)果。數(shù)字算法可以更加的對計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行優(yōu)化，幫助提高工作效率。

3.3對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否合理直接影響到了計(jì)算機(jī)算法的性能性，決定了計(jì)算機(jī)算法的精準(zhǔn)。建立合理的計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)可以使計(jì)算機(jī)在變量上的訪問在計(jì)算過程中變得更加方便，很大程度上減少數(shù)據(jù)變量的存儲(chǔ)空間，從而提高了計(jì)算的工作效率。此外，對于一些共享的變量，一個(gè)合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)共享相同內(nèi)存空間的多個(gè)變量的合理結(jié)構(gòu)，從而通過降低內(nèi)存空間的消耗提高計(jì)算效率。

結(jié)束語

數(shù)學(xué)計(jì)算方法是解決計(jì)算機(jī)編程中所發(fā)生問題的最佳途徑，相關(guān)工作人員合理地利用數(shù)學(xué)算法可以將計(jì)算機(jī)編程中較為復(fù)雜的問題進(jìn)行簡化。從而大幅度地減少了相關(guān)計(jì)算機(jī)編程工作人員的工作負(fù)擔(dān)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行處理問題環(huán)節(jié)時(shí)，主要應(yīng)該在實(shí)踐過程中出現(xiàn)的問題選取一個(gè)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)數(shù)學(xué)模型制定出解決問題的措施，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)施調(diào)試時(shí)在進(jìn)行解答的階段，有效地提升了問題解決的效率。在計(jì)算機(jī)編程的過程中利用數(shù)學(xué)算法可以理解為是計(jì)算機(jī)編程工作的一項(xiàng)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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