數學算法在計算機編程優化中的應用分析

高祎

摘要：數學算法是一種研究型問題的有效解決方式，通過歸納總結的方式進行體現。在編程行為當中大量地應用了數學算法，其中最為重要的原因便在于計算機程序當中包含了極強的邏輯性，這一點與數學算法之間有著非常緊密的聯系。本文對數學算法在計算機編程當中對程序的優化作用進行簡要分析。

關鍵詞：數學算法；計算機編程；優化

現代信息技術的快速發展使得編程領域面臨著越來越高的要求，復雜且較大型的程序屢見不鮮，因此數學算法的有效應用便成為了優化程序提高運行效率的必然選擇。

一、利用建模思想進行優化編程

數學建模能夠非常有效地對生活問題進行表達，能夠通過數學對生活問題進行有效解決，能夠將抽象的現實問題進行簡單化地數學處理，降低解決問題的難度。但是數學建模并不能解決所有的問題，其僅僅適用于具備一定規律的實際問題。在構建數學模型的過程中，需要對各個參數之間的規律進行摸索。因此，以數學建模為基礎進行計算機編程優化的前提便是需要有效掌握數學算法。隨著計算機軟件的快速更新，軟件程序正變得越來越復雜，這對于計算機的使用者來說會造成一定的麻煩。并且對編程人員來說，對于已經相當成熟的軟件程序開展后續的優化升級更是一件非常痛苦的事情。編程人員需要不斷地調整數學算法，而編程優化的過程非常復雜，需要系統化地處理程序當中的每一個模塊，如果某一個環節處理不當便會出現連鎖反應。

二、利用數學算法對編程語言進行優化

（1）對C語言進行優化。C語言是最為簡單和基礎的編程語言，因此在編程教學中C語言經常做為入門語言使用。并且很多的小程序當中也都大量的使用了C語言進行編程。通過學習C語言能夠打下編程基礎，能夠更好地學習更加復雜的編程語言。因此，C語言雖然在編程語言當中的等級較低，但實際使用過程中也需要嚴格地按照代碼邏輯進行使用。C語言所存在的問題利用數學算法便能夠有效地彌補。

（2）利用數學算法對C++進行優化。C++是使用非常廣泛地一種高級計算機語言，其是以C語言為基礎發展起來的。在實際的編程過程中，C++以面向對象的編程語言身份出現，以不同形式的封裝處理對象信息，能夠有效地避免C語言在運用過程中所暴露出來的弊端。通過C++的運用能夠極大程度地提高編程效率，能夠對較為復雜、規模較大的程序進行有效地編程。

三、數學算法的實際優化作用

通過案例分析對優化作用進行簡要分析：（1）問題設置如下：編程1×2×3…×n，計算結束之后統計結果當中所包含的0的個數，其中1000

通過這樣的算法便能夠得到準確的結果。但在實際開展計算時，程序需要運行的次數相對較多，并且很多計算結果都不是0。這便說明這一算法當中還有優化的空間存在，能夠進行深入地改進。具體編程當中利用分解質因素的方式對5的個數進行統計，其中2的個數一定多于5，由于2×5=10，因此程序如下：這種算法考慮n當中存在的5的個數

，

由于2×5=10，那么便可以得到存在多少個5便能夠計算出存在的0的個數。利用這樣的算法能夠更加簡單和快速地實現0的個數的獲取。相比較前一種算法，這樣的算法更加簡單，整體效果更加明顯。單頁并不是最優算法。算法3：在前一種算法上，將5作為步長，對5的個數進行循環統計，之后再開展計算，將數值編程5的倍數。之后改變步長，以5的平方展開循環，之后以5的立方展開循環。當步長大于n的時候便將循環停止，這時便得到了最后的計算結果。之后便需要將5的各個次方的數量和求出來便能夠得到0的數量。以上的編程優化方式都需要進行算法的選擇，因此必須要加強對現實問題規律進行研究。在計算當中對數學算法當中的規律進行有效利用，優化編程，提升整個程序的效率，簡化計算的流程。

四、結語

數學算法是使用最廣的一種計算方式，并且隨著算法不同，使用的具體效果也會存在著明顯的差異。用數學算法能夠有效地實現對程序的優化，提高整體運行效率。

參考文獻：

[1]郭億鴻.數學算法在計算機編程優化中的作用[J].電子技術與軟件工程，2016（24）：255.