计算机编程中数学算法的优化策略

数学算法作为一种重要的数学思想，数学算法要求计算的统一化，对于各项问题的研究和分析，是通过一种归纳总结的方式来实现最终结果的获取。随着当今社会计算机信息技术的飞速发展和大范围普及，计算机技术已经成为人们日常生活中不可缺少的一部分，基于此类情况，想要提升计算机软件的使用效率，就必须从根本核心出发提升计算机编程的质量问题。本文通过对计算机编程中数学算法的研究以及发展状况进行详细阐述，立意于不同角度研究计算机编程中数学算法的优化性，希望总结出相应的数学算法优化策略，以便实行计算机编程的进一步发展优化，从而使计算机编程的办公效率提升。

【关键词】计算机编程 数学算法 优化策略

作为计算机编程中最基础的学科之一数学算法。只有对数学算法进行优化过后才能推进计算机编程的发展使其更具有科学性和高效性。计算机编程人员应当对数学算法进行一系列的优化和深入分析，之后才能实现计算机编程的深刻探讨性质。目前相关科研人员必须要掌握数学算法的优化方向和作用，才能更好的把控国内当前的计算机研究现状与发展方向，以此实现计算机编程的创新目标。

1 计算机编程目前在国内的研究现状和发展方趋势

当前，随着计算机编程在各大学科中的广泛应用，其中数学学科是对其应用最多的学科。在我国科学技术快速发展的过程中，计算机编程类技术也发生着巨大变化。其中数学算法成为了相关研究人员的重点探讨项目。计算机编程里面包含了理念、设计以及算法等各个模块，它们之间不是孤立存在的，相反具有一定的统一性。因此，计算机技术的各方面发展的十分迅猛。然而当前形势下，计算机编程的体系结构构建却没有过多的发展与变革。因此相关学者更加重视数学算法优化对计算机编程优化发展所带来的效益。曾有美国计算机领域的专家说过，计算机数学其实就是算法的数学。目前计算机的科学理论可概括为以下几部分：算法与设计理论、可计算性理论以及网络理论等。其实这些理论之间的关系是互通的，并且基于它们的互通性为前提不断有新的课题被研究出来。即便计算机软件与硬件的发展比较迅速，但却一直未超出普通的计算机体系结构。总结来说，就是我们通过计算机解决现实问题时采取的都是类似的方法。

2 数学算法的研究目的

2.1 数学算法概述

数学算法是归纳法的一种表现形式，合理的对其加以运用可以简单化处理复杂的问题。一定程度上起到了减轻群众工作压力，提高工作效率的作用。数学算法对工作量的计算主要是通过一定规则和计算步骤来进行的，如此既能实现工作量的计算，又可以缩短工作量的时间通过一些可行方法，以达到工作量减轻的目的。目前，计算机编程中C语言的发展受数学算法影响比较明显，此外，数学算法也可以实现不同语言间的转化。在计算机编程中，数学算法在C语言和C++等方面都扮演着重要的角色，并对它们的编程起到优化作用，使编程的方式更加有效。此外，数学算法中的建模思想也提高了计算机编程的高效性。基于数学算法的这些功能和实用性，计算机编程中更多的采用数学算法来进行计算，使其成为了最基础的学科之一。

2.2 研究数学算法的目的

在通常情况下，数学算法的应用以一个数学模型的构建为基础进行解决方法的设计，然后再进行解答和调试。这是一个数学问题与计算机技术相结合并解决问题的过程，同时体现了数学算法和计算机编程之间的互通互动性。计算机编程中，数学模型建立的原因主要是数学理念的使用以实现问题的解答，将复杂的问题进行简单化处理。而运用数学算法于计算机编程中的重要目的也是为了简单化问题的抽象性，使其能够转化为合理的数学结构，促进问题的解决效率提升。效率的提升主要体现在时间与空间上，当处于数学算法的选择情况下，时间和空间的复杂程度都相对较低的算法是首要之选。因此，计算机编程中数学算法的应用也要对计算机运行的效率进行适当考虑。

2.3 数学算法对优化计算机编程的意义

面对实际问题时的计算机编程，会利用数学的理念来进行数学模型的创建，从而使问题得到更实际的解决。计算机在解决实际问题时数学模型的建立可以将复杂的问题简单化、抽象的问题形象化。实际问题会被数学模型转化为相较合适的数学算法，进一步研讨实际问题中的本质含义及对实际问题的内部规律进行研究，从而找到一个适当的数量关系来对具体问题进行分析和研究以便实际问题的更好解决。在优化计算机编程时应该以数学模型创建的理论知识为基础。在数学理论知识方面，数学算法可以对更多的问题进行总结归纳，然后再总结归纳的基础上对问题进行统一计算。数学模型的建立不仅沟通了数学算法与计算机编程之间的关系，同时数学算法的高效性与否也决定着计算机编程优化程度的高低状态。

计算机编程在群众日常生活中起到提高效率的作用，随着数学算法的优化和改进，计算机编程也取得了质的提升。伴随着现代科技的发展推进，计算机编程对现实问题的解决也可以轻松应对，从而实现企业办公能力的增强和家庭信息化水平的提高。计算机编程的持续优化是顺应计算机微型化、智能化和网络化等发展趋向，是社会效益与经济效益提高的需要。

3 数学算法的策略优化分析

3.1 数学算法优化策略分析的目的

在实际问题的处理过程中，计算机软件编程技术发挥着重要的作用，通过依次构建数学问题的设计数学模型算法、抽象化数学模型、编写处理问题的程序以及最终测试这几大块的工作，并依照测试结果来调整和改进编程软件，实现解答方案的优化。做完上述工作之后，便可将优化过后的计算机编程系统运用到各种实践活动中，完成一些问题的高效处理和解决，以促进各项计算机内部工作的运行。

先进行数学模型的构建是重要前提对于计算机编程的设计来说，实际上是指利用数学理论技术和相应的知识来完成相应计算模型的构建，并在问题的分析和处理的过程中对其加以运用。处理一些復杂度高、解决困难的计算机编程问题，将其转化为单一性质且便于运算的数学结构，这个过程就是构建数学模型的流程，数学算法在其中属于抽象性、计算难度低的类别。在计算机编程中采用数学算法优化的目的就是要增强数学理论知识的优势，实现计算模型的构建，寻求到问题正确有效的解决方法。在计算机编程的优化分析方面，融入使用数学算法的意义重大，对于各方面资料信息可以更好的进行收集，对对象的特点可以更深入的探索和研究，搜寻并掌握其中蕴藏的规律性，是问题的关键所在，使其得到明确处理。针对一些重点问题进行问题本质数量关系的分析，有效率的解决问题。

3.2 数学算法优化策略分析的意义

在计算机软件技术飞速发展的时代下，有一种更加操作方便和运行顺畅的菜单来进行一些繁琐复杂的数学计算的运行，明显提升了处理的效率和质量。在此基础上计算机编程得到形成与发展，在进行编程设计的过程要求中，语言编程代码设计时，使此程序的优势和特点得到显著发挥，在计算机运行的过程中高效的分析和解决问题。在数学算法优化对计算机编程优化影响的基础上，对待软件的开发过程，应该立足于整体对问题进行详细透彻的研究，完成相关模型的构建，针对性的设计算法，保障问题与算法的适应关系，完成编程的运行操作任务。计算机软件编程的重点在于模型构建的高效性，而计算机编程的实际运用应该整合数学理论知识和方法于一体，这个融合的过程即是数学建模的意义所在。

计算机编程的优化基础是数学模型，要想完成编程优化的目标，正确、有效的数学算法必不可少。因为计算机、编辑程序的运行和编译各有其差异性存在，所以编程优化的最重效率和实用性的发挥相差也较大，所以在评判和考量程序效率的过程中，应该保障实践运用的合理性。在分析过程中要对其他对计算机编程会产生影响的因素进行考虑，比如硬件、软件因素等，数学算法就是其中的决定性因素，算法的优化结果会直接对程序的工作量产生影响。这同时表明了，计算机编程中的关键要素和重中之重就是数学算法的优化分析，其策略的研究有其必然性，只有数学算法的策略优化研究力度提高，短程序的执行及运行效率才能得到增强。

4 数学算法对计算机编程的优化作用

4.1 数学算法对计算机中C语言编程的优化作用

计算机高级语言中C语言是最基础的，但是其应用却十分广泛，也是众多高级语言基本扩展的基础。在进行C语言的编程时，最大且遭遇最多的问题就是编译的重复性问题。C语言是重视过程的程序语言，所以在编程的过程里，代码的逻辑运行过程是重点。因此，C语言受到自身语言的约束与局限在程序语言的优势方面。那么在编程的实际运算过程中，怎样的算法可以得到进一步的优化，这个问题值得我们研究。

数学算法优化应用的最大的优势在于能够进行代码的精简，通过对数学算法思想的过程应用，能够实现代码程序的简化，从而起到面向过程中提升效率的作用。在算法编程进行之前，一般要先进行逻辑分析，也就是通过分析程序流程图来设计程序逻辑。数学算法通过自身抽象化功能对编程语言的流程进行简化以实现对C语言的编程，从而解决了面向过程中重复编译的语言问题和繁琐时间问题。

4.2 数学算法对面向对象语言的优化作用

C++是面向对象程序设计的语言，同时也是一种编程语言，相对于C语言来说。面向对象程序设计语言是一种语言形式通过对象封装来表现，他的出现改变了C语言面向過程中的语言设计缺点，实现了编程的高效化。面向对象程序设计语言是一种类概念的运用，同时继承了封装处理模式，以此提高了编程的效率化目标。但封装以及类的继承同样需要数学算法的优化特性，可以使其效率发展更进一步。

在面向对象程序设计的过程中，需要定义类，各种不同类之间的封装、嵌套和继承。如果要对一个庞大的程序进行处理并继承，工作量是十分巨大的。所以，数学算法中，有一种高效的数学思想，也就是建模，统一的数学计算可以通过模型建造的方式来计算，从而使问题得到有效解决。面向对象程序设计中就可以充分地对建模思想进行使用。建模思想的出现与树立能够一定程度上加强面向程序设计语言的优势性和实效性。建模是将不同的类进行模型分类的统一处理，在各种不同模型间，运用逻辑继承的方法进行不同的程序设计。

5 结语

综上所述，数学算法对于一些数学问题的进一步解决具有其重要作用，可以简化一些复杂繁琐的数学问题。在一定程度上使群众的工作负担得到减轻并提高了他们的工作效率。同样的，在计算机编程中，数学算法也具有其存在的重要意义。数学算法是计算机编程的基础，对其的优化措施及策略研究有助于计算机编程研究的深入推进。在此情况下数学算法的优化效果会更明显，计算机编程的工作效率也会更加高效化。

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作者简介

朱玉飞（1995-），男，山东省淄博市人。大学本科在读。研究方向为计算机编程。

作者单位

天津师范大学 天津市 300000