計算機算法設計及數據結構離散性

李航宇

（吉林電子信息職業技術學院，吉林 吉林 132021）

算法是指一種運作機理或方法，通過對規范這種方法，從而制定一個全面系統的問題解決機制，這個機制或指令就可以稱為是一種算法。計算機的算法主要就是通過計算機的運行模式的設置，從而將一些信息數據和信號轉換成系統能夠識別的一些程序代碼，并且運用一定的規范性程序和系統來對其進行適當的控制，從而得出運行結果。隨著社會的高速發展，計算機應用的要求也逐漸提高，對算法的要求也越發嚴格，從早期的簡單的算法設計，到現在需要解決人工智能、云計算和人機交互等復雜應用場景的算法設計，這些需求變化增加了算法設計的難度，要適應時代的發展，必須不斷提升能力和水平。

1 計算機算法的應用情況

1.1 云計算

云計算具有很強大的功能，相比于其他傳統計算方式，這種方式的處理質量和處理效率都有很大的提升，并且這種方式的成本也較低，可以根據用戶的不同情況，有效滿足其個性化的多種需求。這種方式可以有效地提升網絡服務的質量，服務也更加的便利，還可以實現很多原來不能實現的功能，有效的拓展了服務功能，可以合理分配數據，并且能夠為企業和政府單位經營管理提供高質量的信息支撐。大力開發和引進現代云計算技術可以更好地提升企業的現代化和信息化水平，還可以提升管理效率，更能夠有效地控制成本，從而為其長期發展提供重要的信息支撐。而要推動云計算的數據處理能力和存儲容量的提升，更好的提升服務質量，就需要不斷提高信息化水平，提升現代算法設計的可靠性和規范性，必須要高度重視算法設計。

1.2 美顏相機

當前有很多的美顏相機軟件，這些軟件也逐漸有更多的功能，這其中很常用的一種軟件就是美圖秀秀，除此之外還有一些黃油相機或者是美妝相機。這些相機軟件可以實現美顏的功能，包括可以美白、可以瘦臉，可以大眼，還可以消除一些痘痘和黑眼圈等。這些功能的實現都需要有算法作為基礎，這些算法不僅需要有人臉識別功能，還需要有圖像修復功能，并且還需要保證修復前后的圖像不能夠有太大的差異，這樣就會導致和原始圖片差異過大，這些要求都是需要考慮的，必須嚴格控制這些算法，科學的設計才能有效實現這些基本功能。

2 算法設計與離散性分析

2.1 遞推法離散性分析

遞推法是用一個既定規律來確定數據序列中的某一項值，這其中就會涉及較多的重復運算，對系統功能有較高的要求，這種情況下設計就會比較復雜。

例如，要求最大值，就可以采用下面的算法。

根據這個算法，系統就會不斷的進行數據比對，在比對的過程中逐步確定最大數值，直至與所有的數據比較完畢，才可以確定這個最終的最大數值。可以看出在這種分析方式中，分析的效率相對較低，需要進一步在保障規范性的基礎上進一步提升數據處理效率。

2.2 遞歸法離散性分析

遞歸法是通過程序設計來定義一個函數，通過這個函數來把一些問題簡化，這樣就可以將這些規模較大且較為復雜的問題簡化為具體的小問題?？梢钥闯觯@種方法和遞推法進行比較，效率較高，而且一般也不需要較多的程序，能夠在很大程度上減少代碼量，并能夠有效避免一些重復計算。但是在這種程序設計的過程中要注意滿足遞歸返回段、邊界條件和前進段等參數。

利用遞歸法可以求最大公約數，具體可以采用下面的算法。

通過這個算法設計，對比遞推法的算法設計，就可以發現遞歸法更加精簡，有效地提升了數據處理的效率和質量。這種方法的數據是后進先出，由于返回值的參數不同，進而可以最終確定一個值，主要是通過層層返回的方式確定。

3 數據結構離散性

3.1 二進制

二進制是計算機系統的運行基礎，所有的計算機數據都要轉換成二進制數據。二進制就是逢二進一的一種進位制，在這種進位制中主要只有兩個符號，也就是“0”和“1”。這種進制方式中符號簡單，其中的運算量也比較少，運算起來也很便捷，因此這種方式非常有助于實現電子方式的運算處理，正是二進制推動了現代信息技術的發展。

3.2 二進制的離散性

所有的計算機系統都只能識別二進制的數值，所以所有的信息都必須要轉化為二進制數據，這些信息包括圖片信息，也包括音頻信息和文字信息等，這些信息要識別還存在都比較困難，也就是要把這些信息全部都轉化為二進制數據。要有效的識別這些信息，就必須要對這些信息進行處理，也就是必須要進行離散化處理。通過這種處理就可以得到一系列的離散數據，在此基礎上才能夠進行數據的存儲和信息的處理。

計算機能夠識別的離散數據只有二進制的數據，也就是“0”和“1”的數據信息，所以也就是要將這些信息轉化為二進制數據，這個數據過程就是離散化處理。比如，對于音頻信息，就是需要將其轉化為二進制的數據類型，這樣系統才能夠分析和處理。在數據處理的過程中，離散化做的越精細，系統就可以更好地還原這些聲音。對于圖片類信息也是一樣，對其進行離散化處理的程度越精細，最后系統還原的一些信息就會更加的清晰。系統正是基于這種離散性來實現對于信息的識別和處理，隨著信息技術的發展，就更需要不斷優化設計來全面提升設計方法和水平，要進一步加大對于離散性的問題的研究力度。

4 結語

綜上所述，本文在論述了當前計算機算法的主要應用情況的基礎上，進一步分析了一些常用方法。通過對這些方法的分析可以更加有助于提升計算機算法設計的科學性，并深入推動信息技術的科學發展。針對當前算法設計和數據結構的離散性研究還存在的一些缺陷和問題，都需要進一步加強對于這一方面的問題的研究，進一步提升現隨著信息社會的進一步發展，我們要進一步加強對于相關領域的研究，并全面進一步深入探索，全面提升應用能力。