曾鎮(zhèn)東

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，社會發(fā)展的不斷加快，使得社會發(fā)展的重心由以往的工業(yè)生產(chǎn)向高新的計算機(jī)領(lǐng)域發(fā)展。計算機(jī)在當(dāng)今的發(fā)展中扮演著極為重要的作用，當(dāng)前計算機(jī)軟件多數(shù)是通過編程實現(xiàn)的，計算機(jī)編程的效果將對軟件工作效率有著直接的影響。而數(shù)學(xué)算法是數(shù)學(xué)學(xué)科中的一項重要的內(nèi)容，可以對問題進(jìn)行歸納總結(jié)后加以解決。計算機(jī)技術(shù)中科學(xué)合理的應(yīng)用數(shù)學(xué)算法對計算機(jī)編程的突破以及創(chuàng)新有著極大的推動作用。該文就編程中運(yùn)用數(shù)學(xué)算法進(jìn)行優(yōu)化來分析，以期對有關(guān)人士在運(yùn)用、開發(fā)、研究中有所借鑒意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)算法；計算機(jī)編程；優(yōu)化；分析研究

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）21-0245-02

目前實現(xiàn)軟件的開發(fā)主要手段是進(jìn)行計算機(jī)編程。而對于編程而言，其基礎(chǔ)知識便是對數(shù)學(xué)算法的運(yùn)用，使數(shù)學(xué)算法完美的運(yùn)用到計算機(jī)編程中，才可能保證計算機(jī)軟件的開發(fā)合格。數(shù)學(xué)中的離散數(shù)學(xué)以及微積分均是編程的基礎(chǔ)知識。數(shù)學(xué)算法是一類建?；A(chǔ)理論知識，利用數(shù)學(xué)算法能夠完成對計算機(jī)編程高效的使用。所以，要相對編程加以研究的話，前提是對數(shù)學(xué)算法進(jìn)行一定的研究，在實際編程時對數(shù)學(xué)算法進(jìn)行充分的利用，以此來對編程加以優(yōu)化。對此也要對數(shù)學(xué)算法在應(yīng)用性上進(jìn)行深入的理解，使其可以更好的為技術(shù)革新提供幫助。

1 數(shù)學(xué)算法與計算機(jī)編程

在數(shù)學(xué)中，數(shù)學(xué)算法是一類歸納算法。通常是通過對事物中的數(shù)學(xué)規(guī)律進(jìn)行研究、總結(jié)，來達(dá)到對工作量的減少的目標(biāo)。此外，在工作量得到減少的同時，可以選擇最佳的求解捷徑，從而達(dá)到快速求解的目的?？傮w來說，數(shù)學(xué)算法就是在對事物規(guī)律進(jìn)行發(fā)掘、研究，尋求以最小的代價來快速獲取結(jié)果的方式。數(shù)學(xué)算法對于計算機(jī)編程有著至關(guān)重要的促進(jìn)意義，然而實際應(yīng)用與研究中常常是被忽略的。目前進(jìn)行計算機(jī)編程過程中，已經(jīng)對數(shù)學(xué)算法有所運(yùn)用，根據(jù)其擁有的效用，在編程過程中，數(shù)學(xué)算法已經(jīng)作為一種高效編程方式來加以運(yùn)用[1]。

在當(dāng)前時期的計算機(jī)編程領(lǐng)域，由于數(shù)學(xué)算法擁有高效的作用，已經(jīng)在編程中得到了較為廣泛的運(yùn)用，比如C語言中，有著極為重要的地位。數(shù)學(xué)算法可以對計算機(jī)編程展開相應(yīng)的優(yōu)化，由于該作用的存在，因此要對數(shù)學(xué)算法研究與分析，把它所具有的效用最佳的運(yùn)用到編程領(lǐng)域。

計算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛的21世紀(jì)，計算機(jī)專業(yè)人員對于編程的重視程度以及依賴性正在逐漸的加深。數(shù)學(xué)建模思想也就是對對象的信息進(jìn)行了解、展開深入的研究、對其規(guī)律進(jìn)行分析、假設(shè)簡化思路等工作后，對其使用數(shù)學(xué)符號、語言進(jìn)行描述，這就是建立數(shù)學(xué)模型，再使用計算機(jī)加以運(yùn)算，在運(yùn)算過程中對對其進(jìn)行檢驗[2]。計算機(jī)編程對建模思想進(jìn)行了深入的研究和使用，提高了編程的效率，取得了很大的成功。

2 對計算機(jī)編程的優(yōu)化分析

計算機(jī)學(xué)科中有著極強(qiáng)的專業(yè)性質(zhì)以及廣泛應(yīng)用的便是編程，計算機(jī)編程是利用計算機(jī)語言來進(jìn)行編寫，對計算機(jī)語言實現(xiàn)合理的編寫與翻譯，能夠滿足編寫的程序的功能可以更加合理的進(jìn)行使用。對于計算機(jī)中的計算器進(jìn)行設(shè)計時，計算器中所涉及的各類算法都要經(jīng)過計算機(jī)語言進(jìn)行編寫來實現(xiàn)，實現(xiàn)計算其中的加減乘除等運(yùn)算均是利用計算機(jī)的語言進(jìn)行編寫的。在進(jìn)行計算編程過程中，運(yùn)用數(shù)學(xué)算法可以起到優(yōu)化作用包含如下三個方面。

（1）語言編程運(yùn)用數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化分析

在計算機(jī)編程語言中，使用最為普遍的語言便是C語言，因為C語言是一種基礎(chǔ)計算機(jī)語言，因此其使用的范圍較為廣泛，而且還可以為計算機(jī)高級語言在擴(kuò)展方面奠定堅實的基礎(chǔ)。在以C語言為基礎(chǔ)的計算機(jī)編程過程中，不可避免的便是編寫與翻譯上的困難。C語言在作為程序語言時，但對其進(jìn)行編譯時，要嚴(yán)格的展開代碼邏輯的輸入，這也是C語言一個獨特優(yōu)勢[3]。但是C語言同樣有著自身局限性，便是要使用數(shù)學(xué)算法來對它進(jìn)行優(yōu)化，從而解決C語言具有的局限性。

對數(shù)學(xué)算法的合理運(yùn)用可以使C語言的有關(guān)代碼變得精簡，這樣可以使整個代碼程序變得簡化，也就可以使面向過程效率得到很好的提高。在運(yùn)用數(shù)學(xué)算法展開計算機(jī)編程時，首先要做好邏輯分析，根據(jù)程序來設(shè)計相應(yīng)的流程圖，確保程序可以按照邏輯運(yùn)行。在C語言中對數(shù)學(xué)算法進(jìn)行合理的運(yùn)用，能夠使編程語言得到有效的簡化，同時對編程流程的設(shè)計也會有所簡練，數(shù)學(xué)算法本身就擁有極強(qiáng)的抽象性，根據(jù)這一特性，可以使編程流程變得更為精簡，有關(guān)的時間冗余也能夠得到很好的解決[4]。

（2）面向?qū)ο笳Z言運(yùn)用數(shù)學(xué)算法的優(yōu)化分析

面向?qū)ο笳Z言在C語言中也就是指的C++，該語言是以C語言為基礎(chǔ)而發(fā)展出來的一類語言。通常情況，面對對象程序展開語言設(shè)計過程中，，會將對象進(jìn)行封裝，保證C語言內(nèi)含有的弊端可有效地轉(zhuǎn)變，可以在計算機(jī)編程上有效的提升效率。面對對象程序展開語言設(shè)計時，完美的與類的理念相結(jié)合，同時對封裝原理加以融合，是編程的效率得到了進(jìn)一步的提升。但是，封裝原理和類的繼承時依然需要對數(shù)學(xué)算法加以優(yōu)化，從而使編程可以進(jìn)一步的高效實現(xiàn)。

面對對象程序在設(shè)計過程中，需要對類進(jìn)行定義，以及對不同類間進(jìn)行嵌套、繼承和封裝。一個復(fù)雜的程序一旦需要對其進(jìn)行繼承處理，那么就要有相當(dāng)大的工程量。所以，在數(shù)學(xué)算法之中，建模是一個非常有效的數(shù)學(xué)思想，可以利用數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)學(xué)計算，實現(xiàn)高效對問題進(jìn)行解決。面對對象程序的語言設(shè)計中，完全可以利用數(shù)學(xué)算法中的建模思想。經(jīng)過對建模思想的建立，才可能不斷的強(qiáng)化面向?qū)ο蟪绦蛘Z言設(shè)計所具有的優(yōu)勢以及時效性。建模是使不同類實現(xiàn)統(tǒng)一進(jìn)行模型分類，不同模型間，利用邏輯繼承從而完成不同程序的設(shè)計。這樣在提高編程效率同時強(qiáng)化了在程序有效性方面的掌握程度[5]。

（3）合理設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的合理與否對于算法的性能有著至關(guān)重要的作用，合理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠使算法使變量訪問更便捷，此外還可以減少變量需求的內(nèi)存空間，以此來提升算法的效率。比方說，在稀疏矩陣中，若矩陣含有元素較多時，那么就要對矩陣的存儲空間進(jìn)行壓縮考慮。若直接進(jìn)行二維數(shù)組存儲矩陣，因稀疏矩陣中含有大量的零元素，那么就會導(dǎo)致大量存儲空降被浪費。這時應(yīng)該考慮運(yùn)用三元組即列號、行號、元素值進(jìn)行稀疏矩陣的存儲。這樣可以很好的對稀疏矩陣占用的內(nèi)存進(jìn)行壓縮，此外可以使遍歷矩陣的遍歷次數(shù)有效的減少，從而使算法效率得到提升。另外，對共享變量，一般是利用聯(lián)合體方式，讓多個變量可以共同存儲到同一段空間內(nèi)，這種方式是使算法空間復(fù)雜度進(jìn)行有效的降低，從而提高了算法效率[6]。

3 結(jié)語

目前，解決數(shù)學(xué)問題所采用的最佳方式便是利用數(shù)學(xué)算法，采用數(shù)學(xué)算法可以有效地對編程工作量加以降低，使得對于復(fù)雜問題可以更加簡便的進(jìn)行解決，使工作的效率得到很大的提升。在計算機(jī)編程優(yōu)化過程中也要對數(shù)學(xué)算法進(jìn)行合理的運(yùn)用，對計算機(jī)程序設(shè)計時能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯運(yùn)算。也就是說，數(shù)學(xué)算法對編程來說是一種基礎(chǔ)，可以使編程過程更加的優(yōu)化，對編程語言起著簡化的作用，確保編程的效率。綜上，運(yùn)用數(shù)學(xué)算法能夠使編程優(yōu)化效果更加的顯著。

參考文獻(xiàn)：

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