Algoritmien kirjoittaminen aloittelijoille

Uusien algoritmien kehittäminen voi tuntua pelottavalta uusille ohjelmoijille, mutta se on taito, jota voidaan harjoitella kuten mitä tahansa muuta. Aloita etsimällä algoritmiongelmien kirjaa aloittelijoille tai käymällä online- tai offline-tietotekniikan kurssilla. Harjoittele algoritmisuunnittelun perusteiden hallintaa, mukaan lukien monimutkaisuuden ja suoritusajan arvioiminen, tarkistaminen reunatapauksiin, jotka voivat aiheuttaa ongelmia tietokonealgoritmille, ja ongelmien jakamisesta pienempiin osat.

Algoritmi on menettely, jota tietokone tai ihminen noudattaa ratkaistakseen ongelman. Pitkä jako on esimerkkialgoritmi, jonka monet ihmiset oppivat tekemään koulussa. Euklidinen algoritmi, jota käytetään löytämään kahden luvun suurin yhteinen jakaja, on toinen yleinen esimerkki.

Tietokonealgoritmi kirjoitetaan viime kädessä ohjelmointikielellä, jota tietokone ymmärtää, mutta kun algoritmi on Ohjelmoijat ja tietojenkäsittelytieteilijät kirjoittavat sen usein ensin epävirallisesti proosaksi ja sitten muodollisemmin yleisessä muodossa, ns. pseudokoodi.

Pseudokoodi näyttää ohjelmointikieleltä, mutta koska se on suunniteltu ihmisten luettavaksi tietokoneiden sijaan, sillä ei ole tiukkoja syntaktisia sääntöjä.

Kuuluisia esimerkkejä algoritmeista opetetaan usein aloitteleville tietojenkäsittelytieteilijöille ja ohjelmoijille. Joitakin esimerkkejä ovat Dijkstran algoritmi, jota käytetään graafiteoriassa lyhimmän polun löytämiseen kahden pisteen välillä; Yhdistä lajittelu, jota käytetään tietoluetteloiden lajitteluun; ja tietojen salaamiseen käytetty RSA-algoritmi. Monet näistä ovat saatavilla verkossa ilmaisissa oppikirjoissa, videoissa ja kurssimateriaalissa.

Verkko-oppimissivustolla Khan Academy on monia esimerkkejä algoritmeista, joita aloittelijat voivat kokeilla. Suuret yliopistot, kuten Harvard, Stanford ja Massachusetts Institute of Technology tekevät opetussuunnitelmia materiaaleja ja kurssivideoita yleisillä algoritmeilla, jotka ovat saatavilla verkossa johdantotietoihin luokat.

Siellä on myös sivustoja, joissa on ohjelmointikilpailun ongelmia ja selityksiä niiden ratkaisemisesta, mikä voi auttaa ihmisiä, jotka ovat kiinnostuneita kehittämään taitojaan.

Kun suunnittelet uutta algoritmia, haluat varmistaa, että se toimii kaikissa tapauksissa, joissa sen pitäisi mielestäsi toimia, ja yrittää ymmärtää, kuinka tehokas se on. Tyypillisesti ohjelmoijat jakavat algoritmin erillisiin osiin, jotta he voivat miettiä, miten kukin osa toimii ja kuinka kauan se kestää. Tätä kutsutaan modulaariseksi suunnitteluksi.

On hyvä idea testata algoritmia itse kynällä ja paperilla joissakin yksinkertaisissa tapauksissa ennen koodin kirjoittamisen aloittamista. Kun ajattelet tehokkuutta, ajattele keskimääräistä tapausta, yleisiä tilanteita, joita algoritmisi todennäköisesti kohtaa, ja pahimman tapauksen suoritusaikaa. Huonoin tapauksen suoritusaika esitetään usein niin kutsutulla Big-O-merkinnällä.