計(jì)算機(jī)編程中數(shù)學(xué)算法優(yōu)化研究

葉福華 甘肅省水利水電學(xué)校

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)最主要的軟件開發(fā)手段依舊是計(jì)算機(jī)編程，并且在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)得以改變。計(jì)算機(jī)的優(yōu)化程度又與軟件開發(fā)程度息息相關(guān)，只有保障計(jì)算機(jī)編程能夠合理有效運(yùn)行，才能夠保證軟件的準(zhǔn)確開發(fā)。數(shù)學(xué)算法是計(jì)算機(jī)編程中的基礎(chǔ)學(xué)科，優(yōu)化數(shù)學(xué)算法能夠提高計(jì)算機(jī)編程的效率，使計(jì)算機(jī)編程更加科學(xué)合理。

1 數(shù)學(xué)算法的概述

算法是數(shù)學(xué)研究中最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的組成部分，對(duì)計(jì)算機(jī)編程的研究也起著不可忽視的作用。數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)緊密相關(guān)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)學(xué)的應(yīng)用范圍也逐漸拓寬，擁有良好的數(shù)學(xué)算法基礎(chǔ)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)編程人員所需要具備的基本素養(yǎng)。數(shù)學(xué)算法作為歸納法的表現(xiàn)形式之一，科學(xué)合理地掌握數(shù)學(xué)算法能夠使計(jì)算機(jī)編程中復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，能夠在一定程度上提高計(jì)算機(jī)編程人員的工作效率，減輕工作壓力。現(xiàn)階段，C語(yǔ)言和C++語(yǔ)言在數(shù)學(xué)算法中都具有關(guān)鍵性作用，數(shù)學(xué)算法能夠?qū)崿F(xiàn)不同語(yǔ)言之間的相互轉(zhuǎn)換，將數(shù)學(xué)算法運(yùn)用于計(jì)算機(jī)編程的過(guò)程中，有助于優(yōu)化計(jì)算機(jī)編程。此外，數(shù)學(xué)算法中蘊(yùn)含豐富的建模理論和建模思想，將建模理論和思想運(yùn)用于計(jì)算機(jī)編程中，能夠提高計(jì)算機(jī)編程的效率，提高計(jì)算機(jī)編程的科學(xué)性。

2 數(shù)學(xué)算法的特點(diǎn)及作用

在計(jì)算機(jī)編程過(guò)程中，最容易受到限制的是計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)施。計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)施在某種情況下能夠自動(dòng)更新并消除影響計(jì)算機(jī)編程效率的因素，但這類情況的更新可能會(huì)破壞計(jì)算機(jī)原有的應(yīng)用程序。運(yùn)用數(shù)學(xué)算法優(yōu)化計(jì)算機(jī)編程也能夠提高計(jì)算的編程能力，而且能夠保存計(jì)算機(jī)原有的應(yīng)用程序，不會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)造成破壞和影響。數(shù)學(xué)算法最大的優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)τ?jì)算機(jī)編程繁雜的代碼進(jìn)行精簡(jiǎn)，編程人員在編程時(shí)運(yùn)用數(shù)學(xué)算法模型和理論，能夠節(jié)省工作時(shí)間，提高工作效率。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件需求迅速增長(zhǎng)的時(shí)代，迫切需要操作簡(jiǎn)單和方便運(yùn)行的程序來(lái)運(yùn)算復(fù)雜和繁瑣的數(shù)學(xué)問(wèn)題，使得計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)效率能夠不斷提升。在此基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)編程得以形成和發(fā)展。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要使得計(jì)算機(jī)編程能夠科學(xué)高效地處理問(wèn)題，就需要計(jì)算機(jī)編程人員能夠立足于整體對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析研究，在數(shù)學(xué)算法優(yōu)化編程的基礎(chǔ)上，完成對(duì)數(shù)學(xué)算法模型的相關(guān)建設(shè)，針對(duì)實(shí)際問(wèn)題設(shè)計(jì)編程，保證算法和問(wèn)題能夠相互適應(yīng)，確保編程的正確運(yùn)行。

3 數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程中的應(yīng)用

3.1 C語(yǔ)言編程中數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化應(yīng)用

在計(jì)算機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言中，C語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)編程使用最基本，也是使用范圍最廣的語(yǔ)言。在使用C語(yǔ)言進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程的過(guò)程中，最大的問(wèn)題就是編譯的重復(fù)性問(wèn)題，因此要進(jìn)行嚴(yán)格的代碼邏輯操作。但是這種嚴(yán)格的代碼邏輯操作也具有一定的局限性，它使得計(jì)算機(jī)編程設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。科學(xué)合理的數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用，能夠精簡(jiǎn)C語(yǔ)言使用過(guò)程中的代碼邏輯操作，同時(shí)也可以精簡(jiǎn)編程中的代碼程序，從而能夠提升編程人員的工作效率。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程之前，通常需要設(shè)計(jì)編程流程圖來(lái)進(jìn)行代碼的邏輯分析，數(shù)學(xué)算法就是通過(guò)對(duì)編程設(shè)計(jì)程序的精簡(jiǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)代碼程序的精簡(jiǎn)，以此解決C語(yǔ)言使用過(guò)程中出現(xiàn)的編譯重復(fù)和代碼繁雜的問(wèn)題。

3.2 面向?qū)ο笳Z(yǔ)言編程中數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化應(yīng)用

C++語(yǔ)言是面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的表現(xiàn)方式，也是計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言中的一種編程語(yǔ)言。就C語(yǔ)言而言，C++語(yǔ)言的出現(xiàn)，解決了C語(yǔ)言編程中出現(xiàn)的語(yǔ)言設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)，提高了編程人員的工作效率。計(jì)算機(jī)編程人員在使用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)，能夠?qū)⒚嫦驅(qū)ο笳Z(yǔ)言與類的理念進(jìn)行完美結(jié)合，并融合封裝原理，這使得面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)效率得以有效提升，值得注意的是，類的理念和封裝原理仍然需要數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化。在使用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言設(shè)計(jì)程序時(shí)，首先要對(duì)類進(jìn)行定義，對(duì)不同類進(jìn)行嵌套和封裝。代碼程序開始運(yùn)行時(shí)，就需要會(huì)產(chǎn)生巨大的工程量。因此，在進(jìn)行代碼程序設(shè)計(jì)時(shí)就要使用數(shù)學(xué)算法中的建模理論，進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，利用數(shù)學(xué)模型統(tǒng)一算法，以達(dá)到對(duì)代碼程序的優(yōu)化處理。同時(shí)，在使用面向?qū)ο笳Z(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中，編程人員通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)模型的建立，能夠強(qiáng)化面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)和高效性。

4 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新改進(jìn)和數(shù)學(xué)的進(jìn)一步研究息息相關(guān)，解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的方式就是采用數(shù)學(xué)建模，采用數(shù)學(xué)建模簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)問(wèn)題不僅能夠減輕計(jì)算機(jī)技術(shù)人員的工作壓力，也能夠提高編程人員的工作效率。在計(jì)算機(jī)編程中，數(shù)學(xué)算法能夠優(yōu)化C語(yǔ)言編程和面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的編程，精簡(jiǎn)代碼程序，解決編程過(guò)程中產(chǎn)生的復(fù)雜和繁瑣的問(wèn)題。

[1]計(jì)算機(jī)編程思想分析[J].史永哲.陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2008(S1)

[2]數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化中的作用[J].郭億鴻.電子技術(shù)與軟件工程.2016(24)