الگوریتم چیست؟ و عوامل مهم در الگوریتم کدامند؟

الگوریتم چیست؟ عوامل مهم در الگوریتم چیست؟ چرا باید زمان اجرای الگوریتم پایین باشد.

الگوریتم چیست؟

الگوریتم دنباله ای از دستورات یا دستورالعمل هاست که به ترتیب خاصی اجرا شده و با اجرای آن هدف خاصی دنبال می شود. به عبارتی الگوریتم مراحلی است که یک یا چند یا هیچ تعداد ورودی را دریافت می کند و یک یا چند خروجی تولید می کند.

خصوصیات مهم در یک الگوریتم

عواملی که باید یک الگوریتم آن را دارا باشد، شامل:

• ورودی
• خروجی
• قطعیت
• محدودیت

ورودی

یک الگوریتم، باید هیچ یا یک (پارامتر) به عنوان ورودی داشته باشد

خروجی

الگوریتم باید، حداقل یک خروجی داشته باشد. خروجی، حاصل اجرای چندین دستوراالعمل است.

قطعیت

الگوریتم نوشته شده، باید دارای پایان و شروع مشخصی باشد.

کارایی الگوریتم ها

الگوریتمها باید کارایی داشته باشند. برای ارزیابی کارایی یک الگوریتم دو مسئله دارای اهمیت است.

1. زمان اجرای الگوریتم
2. حافظه مورد نیاز

زمان اجرای الگوریتم

یک الگوریتم باید در زمان معقول به نتیجه برسد و خاتمه یابد. مثلاً فرض کنید من یک الگوریتم نوشتم که زمان اجرای آن یک سال است اما شما الگوریتمی نوشتید که زمان اجرای آن 3 دقیقه است.

زمان اجرای الگوریتم به موارد زیر بستگی دارد:

1. سخت افزار
2. کامپایلر
3. اندازه ورودی
4. ترتیب ورودی
5. پیچیدگی الگوریتم

اجرای یک الگوریتم در حالات زیر قرار دارد:

• بدترین حالت
• بهترین حالت
• حالت متوسط

بدترین حالت

بدترین حالت اجرای یک الگوریتم، به فرض مثال اگر در یک آرایه 1000 عنصری دنبال شناسه کاربری 2312 باشم زمانی است که این شناسه در آخرین عنصر آرایه قرار داشته باشد.

بهترین حالت

شامل مواردی است که مقدار مورد نظر من در اولین یا دومین عنصر آرایه قرار داشته باشد.

حالت متوسط

حالت متوسط زمانی است که مقدار مورد نظر من در نواحی مرکزیِ عنصر یک آرایه قرار داشته باشد.

پیچیدگی الگوریتم

پیچیدگی الگوریتم را با T(n) نشان می دهند و اگر ورودی دوتا باشد بصورت T(n,m) نشان داده می شود پیچیدگی الگوریتم در مقاله جداگانه بصورت مفصل بررسی خواهیم کرد.