Грокаем алгоритмы. Иллюстрированное пособие для программистов и любопытствующих - [3]
.
Я считаю, что мы лучше всего учимся тогда, когда нам это нравится, — так что получайте удовольствие от процесса… и запускайте примеры кода!
Об авторе
Адитья Бхаргава работает программистом в Etsy, интернет-рынке авторских работ. Он получил степень магистра по информатике в Чикагском университете и ведет популярный иллюстрированный технический блог adit.io.
От издательства
Ваши замечания, предложения, вопросы отправляйте по адресу [email protected] (издательство «Питер», компьютерная редакция).
Мы будем рады узнать ваше мнение!
На веб-сайте издательства www.piter.com вы найдете подробную информацию о наших книгах.
1. Знакомство с алгоритмами
В этой главе
• Закладываются основы для остальных глав книги.
• Вы напишете свой первый алгоритм поиска (бинарный поиск).
• Вы узнаете, как описывается время выполнения алгоритма («O-большое»).
• Будет представлен стандартный прием, часто применяемый при проектировании алгоритмов (рекурсия).
Введение
Алгоритмом называется набор инструкций для выполнения некоторой задачи. В принципе, любой фрагмент программного кода можно назвать алгоритмом, но в этой книге рассматриваются более интересные темы. Когда я отбирал алгоритмы для этой книги, я следил за тем, чтобы они были быстрыми или решали интересные задачи… или и то и другое сразу. Вот лишь несколько примеров.
• В главе 1 речь пойдет о бинарном поиске и о том, как алгоритмы могут ускорить работу кода. В одном примере алгоритм сокращает количество необходимых действий с 4 миллиардов до 32!
• Устройство GPS использует алгоритмы из теории графов (об этом в главах 6, 7 и 8) для вычисления кратчайшего пути к точке назначения.
• При помощи методов динамического программирования (см. главу 9) можно создать алгоритм для игры в шашки.
В каждом случае я опишу алгоритм и приведу пример. Затем мы обсудим время выполнения алгоритма в понятиях «О-большое». В завершение будут рассмотрены типы задач, которые могут решаться с применением того же алгоритма.
Что вы узнаете об эффективности алгоритмов
А теперь хорошая новость: скорее всего, реализация каждого алгоритма в этой книге уже доступна на вашем любимом языке программирования и вам не придется писать каждый алгоритм самостоятельно! Но любая реализация будет бесполезной, если вы не понимаете ее плюсов и минусов. В этой книге вы научитесь сравнивать сильные и слабые стороны разных алгоритмов: из каких соображений выбирать между сортировкой слиянием и быстрой сортировкой? Что использовать — массив или список? Даже выбор другой структуры данных может оказать сильное влияние на результат.
Что вы узнаете о решении задач
Вы освоите методы решения задач, которые вам сейчас, возможно, неизвестны. Примеры:
• Если вы любите создавать видеоигры, вы можете написать систему на базе искусственного интеллекта, моделирующую действия пользователя с применением алгоритмов из теории графов.
• Вы узнаете, как построить рекомендательную систему на базе k ближайших соседей.
• Некоторые проблемы не решаются за разумное время! В части книги, посвященной NP-полноте задач, рассказано о том, как идентифицировать такие задачи и построить алгоритм для получения приближенного ответа.
А если брать шире, к концу этой книги вы освоите некоторые широко применяемые алгоритмы. После этого вы сможете воспользоваться новыми знаниями для изучения более специализированных алгоритмов из области искусственного интеллекта, баз данных и т.д. или взяться за решение более сложных задач в практической работе.
Что необходимо знать
Чтобы читать эту книгу, необходимо знать базовую алгебру. Например, возьмем следующую функцию: f (x) = x × 2. Чему равен результат f(5)? Если вы ответили «10» — читайте спокойно.
Кроме того, вам будет проще понять эту главу (и всю книгу), если вы владеете хотя бы одним языком программирования. Все приведенные примеры написаны на Python. Если вы не знаете ни одного языка программирования, но хотите изучить — выбирайте Python: это отличный язык для начинающих. Если вы уже знаете другой язык (скажем, Ruby) — все в порядке.
Бинарный поиск
Предположим, вы ищете фамилию человека в телефонной книге (какая древняя технология!). Она начинается с буквы «К». Конечно, можно начать с самого начала и перелистывать страницы, пока вы не доберетесь до буквы «К». Но скорее всего для ускорения поиска лучше раскрыть книгу на середине: ведь буква «К» должна находиться где-то ближе к середине телефонной книги.
Или предположим, что вы ищете слово в словаре, и оно начинается с буквы «О». И снова лучше начать с середины.
Теперь допустим, что вы вводите свои данные при входе на Facebook. При этом Facebook необходимо проверить, есть ли у вас учетная запись на сайте. Для этого ваше имя пользователя нужно найти в базе данных. Допустим, вы выбрали себе имя пользователя «karlmageddon». Facebook может начать с буквы A и проверять все подряд, но разумнее будет начать с середины.
Перед нами типичная задача поиска. И во всех этих случаях для решения задачи можно применить один алгоритм: бинарный поиск.
Бинарный поиск — это алгоритм; на входе он получает отсортированный список элементов (позднее я объясню, почему он должен быть отсортирован). Если элемент, который вы ищете, присутствует в списке, то бинарный поиск возвращает ту позицию, в которой он был найден. В противном случае бинарный поиск возвращает null.
В наши дни компьютеры с несколькими многоядерными процессорами стали нормой. Стандарт С++11 языка С++ предоставляет развитую поддержку многопоточности в приложениях. Поэтому, чтобы сохранять конкурентоспособность, вы должны овладеть принципами и приемами их разработки, а также новыми средствами языка, относящимися к параллелизму.Книга «Параллельное программирование на С++ в действии» не предполагает предварительных знаний в этой области. Вдумчиво читая ее, вы научитесь писать надежные и элегантные многопоточные программы на С++11.
Эта книга для тех, кто давно связан с разработкой программного обеспечения. Или для тех, кто еще думает выбрать программирование своей профессией. Или для тех, кто просто привык думать и размышлять о происходящем в мире информационных технологий.Не секрет, что основная масса софтостроения сосредоточена в секторе так называемой корпоративной разработки: от комплексных информационных систем предприятия до отдельных приложений. Поэтому немалая часть сюжетов касается именно Enterprise Programming.Из текста вы вряд ли узнаете, как правильно склеивать многоэтажные постройки из готовых компонентов в гетерогенной среде, проектировать интерфейсы, синхронизировать процессы или писать эффективные запросы к базам данных.
Вниманию читателей предлагается справочник по JavaScript.Справочник предназначается для людей, уже освоивших азы программирования в JavaScript.Справочник создан на основе информации, предоставленной на сайте «Справочник Web-языков» www.spravkaweb.ru.Дата выхода данной версии справочника: 12:33, 21 марта 2007.
Вниманию читателей предлагается справочник по PHP.Справочник предназначается для людей, уже освоивших азы программирования на языке PHP.Справочник создан на основе информации, предоставленной на сайте «Справочник Web-языков» www.spravkaweb.ru.
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
РАССЫЛКА ЯВЛЯЕТСЯ ЧАСТЬЮ ПРОЕКТА RSDN, НА САЙТЕ КОТОРОГО ВСЕГДА МОЖНО НАЙТИ ВСЮ НЕОБХОДИМУЮ РАЗРАБОТЧИКУ ИНФОРМАЦИЮ, СТАТЬИ, ФОРУМЫ, РЕСУРСЫ, ПОЛНЫЙ АРХИВ ПРЕДЫДУЩИХ ВЫПУСКОВ РАССЫЛКИ И МНОГОЕ ДРУГОЕ.
В этой книге вы не найдете описания конкретных технологий, алгоритмов и языков программирования — ценность ее не в этом. Она представляет собой сборник практических советов и рекомендаций, касающихся ситуаций, с которыми порой сталкивается любой разработчик: отсутствие мотивации, выбор приоритетов, психология программирования, отношения с руководством и коллегами и многие другие. Подобные знания обычно приходят лишь в результате многолетнего опыта реальной работы. По большому счету перед вами — ярко и увлекательно написанное руководство, которое поможет быстро сделать карьеру в индустрии разработки ПО любому, кто поставил себе такую цель.
Что общего между самыми востребованными профессиями и стремительным увеличением количества информации в мире? Ответ: язык структурированных запросов (SQL). SQL — рабочая лошадка среди языков программирования, основа основ для современного анализа и управления данными. Книга «SQL: быстрое погружение» идеальна для всех, кто ищет новые перспективы карьерного роста; для разработчиков, которые хотят расширить свои навыки и знания в программировании; для любого человека, даже без опыта, кто хочет воспользоваться возможностями будущего, в котором будут править данные.
Даже плохой программный код может работать. Однако если код не является «чистым», это всегда будет мешать развитию проекта и компании-разработчика, отнимая значительные ресурсы на его поддержку и «укрощение». Эта книга посвящена хорошему программированию. Она полна реальных примеров кода. Мы будем рассматривать код с различных направлений: сверху вниз, снизу вверх и даже изнутри. Прочитав книгу, вы узнаете много нового о коде. Более того, вы научитесь отличать хороший код от плохого. Вы узнаете, как писать хороший код и как преобразовать плохой код в хороший. Книга состоит из трех частей.
Книга "Изучаем Python" - это ускоренный курс, который позволит вам сэкономить время и сразу начать писать работоспособные программы (игры, визуализации данных, веб-приложения и многое другое). Хотите стать программистом? В первой части книги вам предстоит узнать о базовых принципах программирования, познакомиться со списками, словарями, классами и циклами, вы научитесь создавать программы и тестировать код. Во второй части книги вы начнете использовать знания на практике, работая над тремя крупными проектами: создадите собственную "стрелялку" с нарастающей сложностью уровней, займетесь работой с большими наборами данных и освоите их визуализацию, и, наконец, создадите полноценное веб-приложение на базе Django, гарантирующее конфиденциальность пользовательской информации. Если вы решились разобраться в том что такое программирование, не нужно ждать.