6 алгоритмов, которые должен знать каждый разработчик

Я разработчик, и вы должны знать, что я не большой фанат структур данных и алгоритмов. Если вы такой же, не переживайте, после работы над многими проектами (маленькими и большими) я обнаружил шесть важных алгоритмов, которые должен знать каждый разработчик, и эти шесть почти всегда решат любую проблему в вашей разработке.

Что это за 6 значимых алгоритмов?

1. Алгоритмы сортировки

Что такое сортировка? Это алгоритм, который упорядочивает элементы в списке.

Важные алгоритмы сортировки:

• Пузырьковая сортировка. Пузырьковая сортировка — это самый простой алгоритм сортировки, который работает путем многократной замены соседних элементов, если они не следуют в порядке.
• Сортировка слиянием. Сортировка слиянием — это метод сортировки, использующий стратегию «разделяй и властвуй».
• Быстрая сортировка. Быстрая сортировка — это популярный алгоритм сортировки, который в среднем выполняет n log n сравнений при сортировке массива из n элементов. Это более эффективный и быстрый алгоритм сортировки.
• Сортировка кучей. Сортировка кучей работает путем визуализации элементов массива как особого типа полного двоичного дерева, известного как куча.

2. Алгоритмы поиска

Что такое поиск? Это алгоритм, который находит элемент в наборе данных.

Важные алгоритмы поиска:

• Двоичный поиск. Двоичный поиск использует стратегию «разделяй и властвуй», в которой отсортированный список делится на две половины, а элемент сравнивается со средним элементом списка. Если совпадение найдено, возвращается местоположение среднего элемента.
• Поиск в ширину (Breadth-First Search, BFS). Поиск в ширину — это алгоритм обхода графа, который начинается с корневого узла и исследует все соседние узлы.
• Поиск в глубину (Depth-First Search, DFS). Алгоритм поиска в глубину начинается с первого узла графа и продолжает идти все глубже и глубже, пока мы не найдем целевой узел или узел без дочерних элементов.

3. Динамическое программирование

Динамическое программирование — это алгоритмический метод решения задачи оптимизации путем разбиения ее на более простые подзадачи и использования того факта, что оптимальное решение общей проблемы зависит от оптимального решения ее подзадач.

4. Алгоритм рекурсии

Рекурсия — это метод решения проблем, при котором решение зависит от решений более мелких экземпляров одной и той же проблемы. Вычисление факториалов — классический пример рекурсивного программирования.

Каждая рекурсивная программа следует одной и той же базовой последовательности шагов:

• Создайте алгоритм. Для старта рекурсивным программам обычно требуется начальное значение. Это достигается либо с помощью параметра, переданного в функцию, либо путем предоставления нерекурсивной функции шлюза, которая устанавливает начальные значения для рекурсивного вычисления.
• Проверьте, соответствуют ли текущие обрабатываемые значения нужному варианту. Если это так, обработайте значение и верните его.
• Перефразируйте решение с точки зрения меньшей или более простой подзадачи или подзадач.
• Примените алгоритм к подзадаче.
• Чтобы сформулировать ответ, объедините результаты.
• Верните результаты.

5. Разделяй и властвуй

Алгоритм «разделяй и властвуй» (Divide and Conquer) рекурсивно делит проблему на две или более подзадачи того же или связанного типа, пока они не станут достаточно простыми для элементарного решения.

Алгоритм «разделяй и властвуй» состоит из вычислений с использованием трех шагов, перечисленных ниже.

• Divide. Разделите исходную проблему на подзадачи.
• Conquer. Рекурсивно решайте каждую подзадачу по одной за раз.
• Объедините. Соедините решения подзадач, чтобы получить решение всей проблемы.

6. Хеширование

Хеширование — это метод или процесс, использующий хеш-функцию для отображения ключей и значений произвольной длины в строках заданного размера. Это сделано для более быстрого доступа к элементам. Эффективность отображения определяется эффективностью хеш-функции.

Вывод

Имея так много доступных алгоритмов различной сложности, трудно определить, какие из них действительно важны для понимания. Это часто сводится к личным предпочтениям и точке зрения, но в этой статье мы выделили некоторые алгоритмы, о которых должны знать все разработчики.