python算法设计的步骤有三步分别是

Python018

python算法设计的步骤有三步分别是,第1张

1. 弄清楚题目的意思,列出题目的输入、输出、约束条件

其中又一道题目是这样的:“有一个mxn的矩阵,每一行从左到右是升序的,每一列从上到下是升序的。请实现一个函数,在矩阵中查找元素elem,找到则返回elem的位置。”题设只说了行和列是升序的,我在草稿纸上画了一个3x4的矩阵,里面的元素是1~12,于是我就想当然的认为矩阵的左上角是最小的元素,右下角是最大的元素。于是整个题目的思考方向就错了。

2. 思考怎样让算法的时间复杂度尽可能的小

继续以上面的题目为例子。可以有如下几种算法:

a. 遍历整个矩阵进行查找,那么复杂度为O(m*n);

b. 因为每一行是有序的,所以可以对每一行进行二分查找,复杂度为O(m*logn)。但是这样只用到了行有序的性质。

c. 网上查了一下,最优的算法是从矩阵的左下角开始,比较左下角的元素(假设为X)与elem的大小,如果elem比X大,那么X所在的那一列元素就都被排除了,因为X是该列中最大的了,比X还大,那么肯定比X上面的都大;如果elem比X小,那么X所在的那一行就可以排除了,因为X是这一行里最小的了,比X还小那么肯定比X右边的都小。每迭代一次,矩阵的尺寸就缩小一行或一列。复杂度为O(max(m,n))。

可以先从复杂度较高的实现方法入手,然后再考虑如何利用题目的特定条件来降低复杂度。

3. 编写伪代码或代码

显著的优点

Python 语言拥有诸多的优点,这其中,以下几个优点特别显著:

简单易学:Python语言相对于其他编程语言来说,属于比较容易学习的一门编程语言,它注重的是如何解决问题而不是编程语言的语法和结构。正是因为Python语言简单易学,所以,已经有越来越多的初学者选择Python语言作为编程的入门语言。例如,在浙江省 2017年高中信息技术改革中,《算法与程序设计》课程将使用 Python语言替换原有的VB 语言。

语法优美:Python语言力求代码简洁、优美。在Python语言中,采用缩进来标识代码块,通过减少无用的大括号,去除语句末尾的分号等视觉杂讯,使得代码的可读性显著提高。阅读一段良好的Python程序就感觉像是在读英语一样,它使你能够专注于解决问题,而不用太纠结编程语言本身的语法。

丰富强大的库:Python语言号称自带电池(Battery Included),寓意是Python语言的类库非常的全面,包含了解决各种问题的类库。无论实现什么功能,都有现成的类库可以使用。如果一个功能比较特殊,标准库没有提供相应的支持,那么,很大概率也会有相应的开源项目提供了类似的功能。合理使用Python的类库和开源项目,能够快速的实现功能,满足业务需求。

开发效率高:Python的各个优点是相辅相成的。例如,Python语言因为有了丰富强大的类库,所以,Python的开发效率能够显著提高。相对于 C、C++ 和 Java等编译语言,Python开发者的效率提高了数倍。实现相同的功能,Python代码的文件往往只有 C、C++和Java代码的1/5~1/3。虽然Python语言拥有很多吸引人的特性,但是,各大互联网公司广泛使用Python语言,很大程度上是因为Python语言开发效率高这个特点。开发效率高的语言,能够更好的满足互联网快速迭代的需求,因此,Python语言在互联网公司使用非常广泛。

应用领域广泛:Python语言的另一大优点就是应用领域广泛,工程师可以使用Python 做很多的事情。例如,Web开发、网络编程、自动化运维、Linux系统管理、数据分析、科学计算、人工智能、机器学习等等。Python语言介于脚本语言和系统语言之间,我们根据需要,既可以将它当做一门脚本语言来编写脚本,也可以将它当做一个系统语言来编写服务。

不可忽视的缺点

毫无疑问,Python确实有用很多的优点,每一个优点看起来都非常吸引人。但是,Python并不是没有缺点的,最主要的缺点有以下几个:

Python的执行速度不够快。当然,这也不是一个很严重的问题,一般情况下,我们不会拿Python语言与C/C++这样的语言进行直接比较。在Python语言的执行速度上,一方面,网络或磁盘的延迟,会抵消掉部分Python本身消耗的时间;另一方面,因为Python 特别容易和C结合起来,因此,我们可以通过分离一部分需要优化速度的应用,将其转换为编译好的扩展,并在整个系统中使用Python脚本将这部分应用连接起来,以提高程序的整体效率。

Python的GIL锁限制并发:Python的另一个大问题是,对多处理器支持不好。如果读者接触Python时间比较长,那么,一定听说过GIL这个词。GIL是指Python全局解释器锁(Global Interpreter Lock),当Python的默认解释器要执行字节码时,都需要先申请这个锁。这意味着,如果试图通过多线程扩展应用程序,将总是被这个全局解释器锁限制。当然,我们可以使用多进程的架构来提高程序的并发,也可以选择不同的Python实现来运行我们的程序。

Python 2与Python 3不兼容: 如果一个普通的软件或者库,不能够做到后向兼容,那么,它会被用户无情的抛弃了。在Python中,一个槽点是Python 2与Python 3不兼容。因为Python没有向后兼容,给所有的Python工程师带来了无数的烦恼。

上述就是总结的Python语言的优缺点。总体来说,Python目前的发展还是非常不错的。借着人工智能时代的东风,Python开发人员的未来一定会很光明。