算法是神马(・◇・)？

概念、特征与描述

算法的概念

算法（Algorithm）是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。
也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。

我们常认为，算法是个很高深复杂的词汇。但往往是这种先入为主的感觉让我们对新事物望而却步。看起来复杂，接触后也可以慢慢变得简单。如何把复杂问题简单化，正是算法的核心要义之一。

想象一下，算法就像是一个超级详细的食谱，但不是用来做菜的，而是用来解决各种问题的。
在计算机的世界里，算法就像是给电脑的一套秘籍、一本说明书，告诉它如何一步步地完成任务，比如排序数字、搜索信息或者玩游戏。
当我们需要电脑帮我们完成某些任务时，我们就需要撰写一个说明书，告诉电脑怎么完成这件事。

显然，我们在写这本说明书的时候，需要注意确保它满足的一些特征……

1、算法的特征

根据算法的定义，算法有以下几点特征：

特征名称	描述
有穷性	这个说明书的步骤必须是有限的。无论需要执行多少，必须确定数量。
可行性	这个说明书是可以实施的，而不是玄幻无厘头的
确定性	说明书描述的每个步骤都是明确的，不能有模糊指代
0个或多个输入	可以从外部获取数据，也可以提前已知数据，就不用从外界获取了。
1个或多个输出	必须有按照说明执行的结果出现。

2、描述方式

这本说明书的描述方法有很多种，可以用自然语言，可以用流程图，最终都会变成同一种——程序语言。

控制结构

1、算法的要素

要明白什么是控制结构，就需要明确算法的几个要素：数据、运算、控制转移。
用计算机解决问题，本质上是以“数据运算”的方式来实现的。
各种“运算”有时需要依次进行，有时需要根据条件选择一部分进行，有时又需要重复执行某些“运算”，这些“运算”顺序的调控就需要借助“控制转移”来实现。
因此，通过算法让计算机解决问题时，数据、运算及控制转移就成为算法的要素。
不同的控制转移，就形成了不同的“控制结构”。

2、三种控制结构

结构名称	流程图	结构描述	类型
顺序结构		①每个步骤按照算法中出现的顺序依次执行。 ②每个步骤一定会被执行一次，而且只执行一次。	-
分支结构		①首先进行条件判断，根据条件满足与否来决定执行哪个分支 ②在一个分支结构中，必定有一个分支被执行，其他的分支则被忽略。	单分支、双分支、多分支……
循环结构		在条件控制下，重复执行某些操作步骤 （比如重复执行“+1”，就可以形成一个“累加器”）	for循环、while循环、do-while循环……

在算法设计过程中，可以自由选择不同种类的控制结构进行设计。

算法解决问题的过程

1、抽象与建模

1、提炼核心要素，并且加以确定或假设（设变量）
2、用数学符号描述解决问题的计算模型（列公式）

2、设计算法

遵循【算法的特征】，围绕【算法的要素】设计算法。

处理数据一般要经历三个步骤：（把大象装进冰箱一般要经历三个步骤）
1、输入数据（打开冰箱门）
2、处理数据（把大象塞进去）
3、输出结果，结束（关上冰箱门）

3、描述算法

自然语言、流程图，方便改写程序语言

练习