Этот сайт лучше всего просматривать в современном браузере с включённым JavaScript.

Виды алгоритмов для чайников

Стив Пиво

Опять всем привет, сегодня вас ждет увлекательная лекция по алгоритмам (в данном гайде будут предоставлены примеры на C++ и Python чтобы все поняли)

Алгоритм - совокупность точно заданных правил решения некоторого класса задач или набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для решения определённой задачи.

А если описать более простым а не вики языком, алгоритм - это последовательности действий, которые позволяют решить определенную задачу или достичь определенной цели

И так, начнем!

В данной лекции мы расмотрим:

Виды алгоритмов
Описание и способы описания алгоритмов
А так же примеры к алгоритмам

Начало:

Существует множество различных видов алгоритмов, каждый из которых имеет свою специфику и применение. Самый близкий для нас всех алгоритм может служить описание процесса готовки еды. В то время как формализованный алгоритм будет представлять из себя программу, которая автоматически выполняет определенные шаги приготовления.

Виды алгоритмов:

Последовательный алгоритм:

Одним из самых распространненых видов алгоритмов является последовательный алгоритм. В таком виде алгоритма инстркуции выполняются в строгом порядке, одна за другой, в порядке их записи, без параллельного выполнения. Он характеризуется линейным потоком выполнения, где каждая следующая инструкция зависит от завершения предыдущей. Подобные алгоритмы наиболее простые в реализации и применяются в большинстве не сложных задачах.
Пример на C++

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    sum += i;
}

Пример на Python

sum = 0
for i in range(11):
    sum += i

Ветвящий алгоритм:

Так же одним из важнейших алгоритмов является ветвящий алгоритм. В этом случае исполнение алгоритма может принимать разные направления в зависимости от данных условий. Этот алгоритм включает в себя условные конструкции позволяющие изменять поток выполнения в зависимости от выполнения определённых условий (if, else if, и else). Ветвящие алгоритмы позволяют решать более сложные задачи, где необходимо принимать решения и выбирать одно из нескольких возможных действий.
Пример на C++

int x = 10;
if (x > 0) {
    std::cout << "x положительное";
} else if (x < 0) {
    std::cout << "x отрицательное";
} else {
    std::cout << "x равно нулю";
}

Пример на Python

x = 10
if x > 0:
    print("x положительное")
elif x < 0:
    print("x отрицательное")
else:
    print("x равно нулю")

Циклический алгоритм:

Еще один вид алгоритмов - циклические алгоритмы. В этом же случае алгоритм может повторять набор инструкций до тех пор пока не достигнет определенного условия. Циклические алгоритмы эффективны при работе с повторяющимися задачами или обработке больших объёмов данных. Он так же как и ветвящий алгоритм включает в себя условные операторы, такие как for, while, do-while.
Цикл for: Используется, когда количество итераций известно заранее. Этот цикл используется для перебора элементов или выполнения действий фиксированное количество раз.
Пример на C++ с использованием for

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    std::cout << i << std::endl;
}

Пример на Python с использованием for

for i in range(5):
    print(i)

Цикл while: Используется, когда количество итераций неизвестно и зависит от выполнения условия. Цикл продолжает выполнение действий, пока условие истинно (true).
Пример на C++ с использованием while

int i = 0;
while (i < 5) {
    std::cout << i << std::endl;
    i++;
}

Пример на Python с использованием while

i = 0
while i < 5:
    print(i)
    i += 1

Цикл do-while: Похож на while, но гарантирует выполнение тела цикла хотя бы один раз, так как условие проверяется после выполнения части цикла.
Пример на C++ с использованием do-while

int i = 0;
do {
    std::cout << i << std::endl;
    i++;
} while (i < 5);

В Python нет аналога do-while

Рекурсивный алгоритм:

Рекурсивные алгоритмы - это те алгоритмы которые вызывают сами себя для решения задачи. Рекурсия может сделать код более элегантным и компактным, особенно при решении задач, которые естественным образом делятся на подзадачи. Но, такие алгоритмы могут быть сложными для понимания и отладки. Зачастую они используются для решения задач, где есть естественное деление на более простые подзадачи.
Пример на C++

int factorial(int n) {
    if (n == 0)
        return 1;
    else
        return n * factorial(n - 1);
}

Пример на Python

def factorial(n):
    if n == 0:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n - 1)

Итоги:

Cуществует множество различных видов алгоритмов, каждый из которых имеет свои преимущества и применяется в разнообразных ситуациях. Выбор конкретного вида алгоритма зависит только от требований задачи и особенностей ее решения.

Описание и способы описания алгоритмов:

Введение:

Описание алгоритма - это подробное объяснение каждого шага его выполнения. При этом описание алгоритма является скорее инструкцией чем кодом, которую должен понимать источник, выполняющий алгоритм.

Естественный язык:

Естественный язык позволяет описывать алгоритмы с использованием обычных слов и фраз. Это делает описание понятным для людей, но может быть менее точным и более подверженным неоднозначностям. А так же сложные алгоритмы не всегда легко превращаются в исполнимый код.

Пример

1. Начать
2. Прочитать число от пользователя
3. Если число больше 10, то вывести "Число больше 10"
4. Иначе вывести "Число 10 или меньше"
5. Конец

Блок-схемы:

Блок-схемы представляют алгоритм в виде диаграммы, где различные блоки (прямоугольники, ромбы, эллипсы) обозначают операции, условия и переходы. Мой самый ненавистный тип описания алгоритмов, из-за этого в примере вас ждет картинка с презинтации какого-то учителя информатики 2013 года.

Пример
Image description

Псевдокод:

Псевдокод представляет собой смесь естественного языка и структуры программирования, позволяя формально описывать алгоритм, не привязываясь к конкретному языку программирования. Это делает его удобным для проектирования алгоритмов и последующего их перевода на реальный код. А так-же это неотъемлемая часть ваших ответов на экзамене в 9 и 11 классах потому что синтаксис языков вы не знаете, но решили выбрать информатику ведь физмат крута а гумманитарии лошочки конкретные.

Пример
НАЧАЛО ВВЕСТИ число ЕСЛИ число > 10 ТО ВЫВЕСТИ "Число больше 10" ИНАЧЕ ВЫВЕСТИ "Число 10 или меньше" КОНЕЦ ЕСЛИ КОНЕЦ
(так же псевдокод часто смахивает на луа 😁)

Вот вам табличка:
tablixca

Конец

Ну вот как бы и всё, лайк подписка и ответ в опросе, а еще можно сюда зайти мой гитхаб, благодарностей сегодня не будет, делал от скуки после домашки по алгебре

℻℻℻℻℻℻℻℻℻

Стив Пиво

Гоша Дударь & ХаудиХо moment
Жду гайд по реверс инженерингу

ЗГ l NS l Аристотел

Стив Пиво жду гайд по варке пельменей

Natrix Xayten

Стив Пиво агде примеры на lua? Сразу дизлайк

Стив Пиво

Natrix Xayten Нет проблем 😽

Последовательный алгоритм:

Пример на Lua

local sum = 0
for i = 1, 10 do
    sum = sum + i
end

Ветвящий алгоритм:

Пример на Lua

local x = 10
if x > 0 then
    print("x положительное")
elseif x < 0 then
    print("x отрицательное")
else
    print("x равно нулю")
end

Циклический алгоритм:

Пример на Lua с использованием for

for i = 0, 4 do
    print(i)
end

Пример на Lua с использованием while

local i = 0
while i < 5 do
    print(i)
    i = i + 1
end

Пример на Lua с использованием аналогом do-while который называется repeat-until (как мы видим даже луа лучше чем пайтон)

local i = 0
repeat
    print(i)
    i = i + 1
until i >= 5

Рекурсивный агоритм:

Пример на Lua

function factorial(n)
    if n == 0 then
        return 1
    else
        return n * factorial(n - 1)
    end
end

Стив Пиво

Image description