智能算法在計算機編程優化中的運用

孫黎博

摘要：隨著科學技術的不斷發展，計算機技術越來越先進、智能，在各個領域都有廣泛的應用。對于計算機應用而言，編程方式決定了應用效果。對此，文章重點對計算機編程方式和特點進行概述，分析了計算機編程的發展情況，闡述了智能的內涵，進而探討了計算機編程中智能算法的運用實踐以及策略優化，并提出注意事項。

關鍵詞：智能算法；計算機編程；算法語言；優化運用

中圖分類號：TP311? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著社會經濟的快速發展，各個領域、各個方面對計算機的需求逐漸提升，而且要求越來越多，需要計算機軟件不斷創新、更新，滿足多方面需求。在計算機軟件開發中，編程作為核心，直接決定著軟件的應用效果，是計算機軟件開發的基礎保障。對此，計算機編程也需要不斷更新、優化。當前，程序員常常應用智能算法實現計算機編程的優化。智能算法也被稱為軟計算，是人們在生物界的啟迪下結合生物原理進行模仿的一種求解算法，通過仿生原理進行軟件設計。常用的智能算法包括遺傳算法、群集智能算法、人工神經網絡算法、模擬退火算法等，可在計算機編程優化中起到良好的效果，促使計算機更加智能。

1 計算機編程方式及特點

計算機編程是人和計算機之間進行“溝通交流”的途徑和工具。人們采取二進制符號命令對計算機進行控制。當前，我國常見的計算機編程包括基礎機器語言、匯編語言以及高級語言，而且這3種語言有著不同的作用［1］。機器語言即直接在裸機上運行的程序，由0和1組成的指令構成，但是這種語言理解難度較大，技術人員逐漸將這些指令轉變為助記符，即匯編語言，但是匯編語言的機器思維較重。在計算機不斷發展的背景下，機器語言逐漸發展為和人類思維更加接近的語言，即高級語言。高級語言是比較常用的軟件開發語言，包括Java、C語言和VB等。其中，C語言更加接近匯編語言，是操作系統中廣泛應用的語言，編程效果比較清晰。在C語言的基礎上，為了提升開發效率，出現了C++語言。C++語言不僅具備C語言面向過程的特點，而且又有面向對象的方式，適用于桌面應用開發和游戲開發。Java是一種純面向對象的語言，不用在操作系統上運行，而是在Java虛擬機上運行，適用于移動端和Web方面的開發［2］。

經過研究發現，計算機編程廣泛應用于各個行業，而且數學知識是編程的核心內容。隨著科學技術的不斷發展，計算機編程方式、技術等也在不斷改變，智能算法就成為技術人員研究的重點內容［3］。計算機編程包括理論知識、操作設計、智能算法等內容，這3個內容并不是獨立存在的，而是需要整合起來，相互配合運用。現階段，計算機技術快速發展，然而在當前社會發展的背景下，計算機編程方面的內容并沒有得到有效改善，這就促使相關技術人員逐漸提升了對智能算法的重視程度，希望通過多種算法對計算機編程進行優化，提升經濟效益。

2 計算機編程的發展情況

隨著社會經濟的不斷發展，計算機應用也愈加廣泛，在改善人們生活方式、提升生活質量方面具有重要作用。因此，計算機編程優化會促進我國產業結構的優化，推動傳統產業信息化的建設和發展，最終提升我國經濟水平和經濟效益，有效增強我國在國際市場中的競爭力，是我國重點支持的內容［4］。

在信息時代下，計算機編程是實現信息化的基礎保障，與各個行業存在不同程度的聯系，例如：安卓智能手機中的軟件是利用Java和Kotlin編程的；計算機軟件編程則利用C語言、C++語言以及易語言等；紅綠燈、銀行ATM機也是應用計算機編程實現各種功能。在計算機編程中，假如程序員能夠高效地應用智能算法，就能有效提升計算機編程的邏輯思維［5］。程序員對智能算法展開深入探索后，發現智能算法和計算機編程之間存在一定的聯系，將智能算法應用于計算機編程，可以達到優化的效果。目前，我國計算機編程優化受到外界因素造成的影響較大，導致智能算法在計算機編程優化中的運用較淺，缺乏深層次的應用，體現在理論思想層面和研究應用層面。這些問題的存在也在一定程度上表明計算機編程工作有著很大的提升、發展空間。在國際領域中，研究人員已經意識到智能算法在計算機編程優化中的價值，并加強了對智能算法的運用，推動了計算機編程技術的發展。

3 智能算法的內涵

智能算法也被稱為軟計算，是人們在生物界的啟迪下，結合并模仿生物原理的一種求解算法，通過仿生原理進行軟件設計。常用的智能算法包括遺傳算法、群集智能算法、人工神經網絡算法、模擬退火算法等［6］。遺傳算法主要根據生物進化中“適者生存”的理念而設計，包含4個步驟，分別是對優化問題的解進行編碼、適應函數的構造和應用、染色體組合、變異。群集智能算法是對螞蟻集群進行模擬，對螞蟻依賴信息素進行社會行為的研究。螞蟻在行動的過程中，會在經過的地方留下一些化學物質，即信息素。信息素能夠被同一蟻群中后來經過的螞蟻感知，并作為一種信號對后者的行動造成影響，因此螞蟻會選擇同一路徑。人工網絡算法主要是在認知理解人腦組織結構和運行機制的基礎上對人腦結構和人類智能行為進行模擬的一項工程系統。神經網絡的原理是大腦皮層每一個點的活力是由其他點勢能釋放的綜合效能而產生的。這一勢能和興奮強度、興奮次數以及不相連的其他點接收的能量有關。人工神經網絡的建立和應用步驟包括網絡結構確定、關聯權確定以及工作階段3個。模擬退火算法中的退火是一種物理過程，當金屬物體加熱一段時間之后，金屬物體中的分子就會在狀態空間內自由運動；在溫度下降的過程中，這些分子也會逐漸停留在不同的狀態［7］；在溫度降到最低時，分子會重新通過一定的結構排列。

在計算機編程中，程序員利用智能算法的計算過程，采用數學建模思想構建計算機模型，進而解決計算機編程中存在的一些漏洞，而且還能對計算機編程的整體運行效率進行評價。智能算法的應用能夠有效提高計算機編程的工作效率，提升優化效果，實現計算機軟件和硬件的有效升級，為計算機程序的穩定運行奠定基礎。從關系角度而言，算法和計算機之間屬于緊密的關系，智能算法包括數字和幾何兩種邏輯關系，進而形成全新的數據模型，實現各種運算的總結和歸納。計算機程序以數學規律為基礎，對信息進行整合和運作，運用遺傳算法、人工智能算法、蟻群算法等，明顯縮短了最優解的出現時間。

4 計算機編程中智能算法的運用實踐

4.1 數據結構設計

數據結構設計屬于計算機編程中的重要環節，數據結構是否具備科學性，會對編程的質量造成直接影響。對此，相關技術人員需要對數據結構設計進行深入探索，保證其科學性，進而提升計算機編程的合理性。智能算法的運用能夠幫助技術人員完成這一目標，技術人員可以利用數學關系對計算機編程的參數、位置信息等進行科學優化，進而提升編程的合理性和可靠性［8］。對于數據結構設計而言，技術人員也需要進行邏輯性分析，運用智能算法為分析流程圖提供具有可靠性的支持。比如，在判斷年份是閏年還是平年的過程中，可以利用數學算法了解到閏年和平年最大的區別在于是否能夠被4或者400整除。若能則是閏年，若不能則是平年。傳統計算機編程對這方面的判斷存在一定的復雜性，容易出現計算錯誤，直接影響計算機編程優化的效果。而數學算法則能夠有效削弱計算的復雜性和難度，首先進行400整除計算，然后進行4整除計算，查看結果是否有余數，則可對年份進行閏年和平年判斷。數學算法不僅能夠提升計算精準度，而且還能縮短計算時間，優化計算機編程質量。在條件允許的情況下，數學算法在計算機編程中的運用能夠實現多數據同步處理，有效提升數據信息整理的效率和質量。

4.2 數據模型設計

智能算法在計算機編程優化中的運用，能夠幫助技術人員有效構建科學的數學模型。第一，智能算法能夠進一步簡化數據處理過程，降低計算機編程工作的復雜性，為今后達到計算機編程目標創造條件。第二，智能算法可以充分應用數據模型，確保計算機結果的可靠性和準確性。在數據模型建設的過程中，需要全面分析模型的參數，判斷其與優化目標是否符合。第三，數據模型中包含一些計算方式，比如加、減、乘、除等，對這些內容進行確定和篩選，會在很大程度上提升檢測結果的準確性，實現計算機編程性能的優化。

4.3 C語言的運用

在計算機編程中，C語言是編程系統設計的基礎語言，也是向高級語言拓展的基礎。程序員在進行編程的過程中，就需要關注對C語言的運用。但是，由于C語言在設計的過程中屬于比較簡單的內容，其代碼的邏輯性也比較簡單，程序員在運用C語言之前需要重復性地翻譯，一旦出現比較復雜的問題，C語言就會出現重復翻譯的情況。智能算法的應用不僅能夠解決C語言自身存在的邏輯性較差的問題，而且還能簡化代碼內容，在保證邏輯準確性的基礎上，提升計算機編程速度和效率。另外，智能算法還能完成計算機編程中邏輯分析的工作，制定分析流程圖，對計算機編程進行優化，保證設計結果的可靠性。

4.4 對象語言的應用

C++和C語言存在明顯的區別，C++不僅能夠重點解決對象程序設計方面的問題，還具備編程語言的功能，即在某一個對象的作用下對語言形式進行轉變。在對語言形式進行轉變的過程中，C++可以解決C語言編程中出現的設計問題，提升編程轉換效率，通過一種類概念的形式，從根本上提升編程效率。在計算機編程優化過程中，數學算法具有明顯的優勢。數學算法的應用能夠對計算機現有編程中的邏輯結構進行優化，提升編程內容的穩固性和高效性。從實際應用情況而言，智能算法在對象語言的應用過程中，首先做好類的定義，結合實際情況和實際需求，進行嵌套處理。對于較大規模的程序，智能算法還需要進行集成處理工作，通過各個部分之間的邏輯關系減少整理工作量，進而從中獲取有價值的信息。另外，智能算法的科學運用，還能構建科學的數學模型。在這種狀況下，計算機編程優化只需要結合模型構建的思路對問題進行整理即可。

5 智能算法在計算機編程優化中的運用策略

5.1 提升編程人員的技能水平

當前的計算機技術、互聯網技術依舊處于發展階段，有著不可估量的發展前景。在計算機編程優化過程中，智能算法的運用還需要深入探索，這就需要教育部門提高重視程度，培養出更多的計算機編程人才，促進計算機領域的發展。人才是實現計算機編程優化的唯一途徑，也是計算機技術創新發展的必要條件。在計算機領域實際發展過程中，提升人才的專業能力，與時俱進，可極大地推動計算機行業持續性發展。

5.2 通過自主研發優化編程方式

計算機編程技術作為當代科學技術的重要構成，不僅與計算機相關行業的發展有直接的關系，還會對計算機相關行業的安全穩定發展造成直接影響。只有不斷強化計算機編程方式的自主研發能力，才能有效優化計算機編程效果，保證該行業的穩定發展。因此，智能算法在計算機編程優化中的運用，不僅需要相關部門提高對編程自主研發的重視程度，加強關注計算機研發、開發的過程，進而改變計算機編程方式。

6 智能算法在計算機編程優化中的運用注意事項

在智能算法設計中，程序員應該將算法中的數字結構設計進行分離處理，為數據結構提供自由選擇的機會，并進行最優比較和選擇。同時，在數據模型以及數據模型運算上，實現統一抽象的數據類型，反映智能算法和計算機編程之間存在的相互制約、相互依存的關系。在智能算法表現自然模塊化之后，具有抽象性的數據類型也可以實現重復應用和任意移動，這樣算法結構也會更加清晰。自上而下的結構形式不僅能夠使結構層次分明，而且還能使結構更加具有邏輯性。由于智能算法存在一定的復雜性，程序員在運用智能算法進行計算機編程的過程中，就需要掌握算法編程程序。假如計算機編程復雜性程度較高，那么算法復雜性也會增加。計算機在分析目標的過程中就會對遇到的既定問題運用多種算法，并選擇出復雜性最低的算法作為最佳的算法。

7 結語

在計算機編程中，智能算法的運用是重要內容，能夠更好地處理計算機程序中存在的問題，簡化計算步驟，減少重復現象發生的頻率。對此，相關技術人員要不斷提升自身能力水平，探究智能算法的運用方式，提升計算機編程性能，促進計算機行業的發展。

參考文獻

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［2］索晉，王智棟.基于前后端分離系統的計算機編程算法［J］.信息記錄材料，2022（3）：151-153.

［3］林華政，許芝卉，康淑瑰.數學算法在計算機編程優化中的作用［J］.數字通信世界，2022（1）：16-18.

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［5］朱光輝.分布式與自動化大數據智能分析算法與編程計算平臺［D］.南京：南京大學，2020.

［6］盧毅.計算機編程方式改進的必要性及優化對策淺談［J］.電腦編程技巧與維護，2020（2）：11-12，22.

［7］殷華英，楊紅梅.計算機編程中數學算法優化的策略研究［J］.電腦知識與技術，2020（5）：90-91.

［8］韓嘯，畢波，唐錦萍.基于基因表達式編程的計算機組卷算法研究［J］.計算機技術與發展，2020（5）：154-159.

（編輯 王雪芬）

Application of intelligent algorithm in computer programming optimization

Sun? Libo

（Luoyang Normal University， Luoyang 471000， China）

Abstract： Under the continuous development of science and technology， computer technology is more and more advanced， intelligent， in a wide range of applications in various fields. For computer applications， the programming method determines the application effect. In this regard， this paper focuses on summarizing the ways and characteristics of computer programming， briefly analyzes the development of computer programming， expounds the connotation of intelligent algorithm， and then discusses the application practice and optimization strategy of intelligent algorithm in computer programming， and puts forward the matters for attention.

Key words： intelligent algorithm; computer programming; algorithm language; optimized application