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算法是程序员在学习软件编程开发技术的时候需要重点掌握的一个技术能力,而今天我们就通过案例分析来了解一下,常见的几种算法都有哪些类型。
1.合并排序,快速排序与堆排序
对元素进行排序的佳算法是什么?具体答案取决于你的实际需要,因此我把这三种比较常用的排序算法列为同一类;也许你更偏爱其中一种,但事实上三者都非常重要。
其中合并排序算法是迄今为止我们所拥有的为重要的算法之一。这是一种基于比较的排序算法,以分治的方法解决原本时间复杂度为O(n^2)的问题。该算法由数学家JohnvonNeumann于1945年发明得出。
快速排序是另一种用于解决排序问题的方法,其能够实现就地分区,同样属于一类分而治之的算法。该算法的问题在于其在排序方面并不稳定,但在对基于内存的数组进行排序时表现出色。
后是堆排序算法,其利用优先级队列来减少数据中的搜索时间。该算法同样属于就地算法,且同样不属于稳定排序。
这些算法相较于我们之前使用过的其它方法(例如冒泡排序)有了很大的改进。事实上,正是由于这些算法的出现,我们才得以迎来数据挖掘、人工智能等网络上常见的众多现代计算工具。
2.傅利叶变换与快速傅利叶变换
整个数字世界都在使用这些简单但非常强大的算法,这些算法能够将信号从时域转换为频域,反之亦然。事实上,正是由于这些算法的存在,本篇文章才能被更多朋友所看到。
互联网、Wi-Fi、智能手机、电话、计算机、路由器以及卫星等几乎一切具有内置计算装置的设备都会以这样或者那样的方式使用这些算法以保持运行。如果不研究这些重要的算法,大家也不可能拿下电子学、计算机或者通信科学学位。
3.迪杰斯特拉算法(又译戴克斯特拉算法)
实事求是地讲,如果没有这种算法,互联网根本无法像今天这样保持高效运作。这种图搜索算法具有多种应用方式,能够将需要解决的问题建模为图,并在其中找到两个节点间的短路径。
今天,虽然我们已经拥有更好的短路径问题解决方案,但迪杰斯特拉算法仍然在强调稳定性的众多系统当中得到广泛应用。
4.RSA算法
如果没有加密与网络安全机制作为保障,互联网的重要程度不可能达到如今的水平。大家可能会想“胡说,国家安全局局和众多情报机构的监控早就毁掉了互联网安全”或者“互联网根本就没有安全可言,傻子才会相信这种安全宣传”;但必须承认,大多数人仍然具有一定程度的安全信心,否则你根本就不会通过互联网进行消费。毕竟如果真的否定现有网络体系的安全性,谁会愿意在Web服务中输入自己的信用卡号码?
在密码学领域,有一种算法仍然是目前世界上重要的算法之一,这就是RSA算法。该算法由RSA公司的创始人们开发而成,使得密码学成果得以供世界上的每个人随意使用,甚至终塑造了当今密码学技术的实现方式。RSA算法希望解决的问题是如何在独立平台及终用户之间共享公钥,从而实现加密(当然,我认为RSA算法并没能彻底解决这个问题,从业者们还需要在这个方向上投入更多努力)。
5.安全哈希算法
这实际上并不是真正的算法,而是由NIST(美国国家标准技术研究所)所开发的一系列加密散列函数。然而,该算法家族对于世界秩序的维持起到了至关重要的作用。从应用程序商店、电子邮件、防病毒软件再到常用的网络浏览器,这一切都在使用这类算法(实际上,使用的是由这类算法生成的哈希值),用以确定你所下载的是否正是你希望获得的内容,或者你是否已经成为中间人攻击或者网络钓鱼攻击的受害者。
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