计算机算法设计及数据结构离散性

李航宇

（吉林电子信息职业技术学院，吉林 吉林 132021）

算法是指一种运作机理或方法，通过对规范这种方法，从而制定一个全面系统的问题解决机制，这个机制或指令就可以称为是一种算法。计算机的算法主要就是通过计算机的运行模式的设置，从而将一些信息数据和信号转换成系统能够识别的一些程序代码，并且运用一定的规范性程序和系统来对其进行适当的控制，从而得出运行结果。随着社会的高速发展，计算机应用的要求也逐渐提高，对算法的要求也越发严格，从早期的简单的算法设计，到现在需要解决人工智能、云计算和人机交互等复杂应用场景的算法设计，这些需求变化增加了算法设计的难度，要适应时代的发展，必须不断提升能力和水平。

1 计算机算法的应用情况

1.1 云计算

云计算具有很强大的功能，相比于其他传统计算方式，这种方式的处理质量和处理效率都有很大的提升，并且这种方式的成本也较低，可以根据用户的不同情况，有效满足其个性化的多种需求。这种方式可以有效地提升网络服务的质量，服务也更加的便利，还可以实现很多原来不能实现的功能，有效的拓展了服务功能，可以合理分配数据，并且能够为企业和政府单位经营管理提供高质量的信息支撑。大力开发和引进现代云计算技术可以更好地提升企业的现代化和信息化水平，还可以提升管理效率，更能够有效地控制成本，从而为其长期发展提供重要的信息支撑。而要推动云计算的数据处理能力和存储容量的提升，更好的提升服务质量，就需要不断提高信息化水平，提升现代算法设计的可靠性和规范性，必须要高度重视算法设计。

1.2 美颜相机

当前有很多的美颜相机软件，这些软件也逐渐有更多的功能，这其中很常用的一种软件就是美图秀秀，除此之外还有一些黄油相机或者是美妆相机。这些相机软件可以实现美颜的功能，包括可以美白、可以瘦脸，可以大眼，还可以消除一些痘痘和黑眼圈等。这些功能的实现都需要有算法作为基础，这些算法不仅需要有人脸识别功能，还需要有图像修复功能，并且还需要保证修复前后的图像不能够有太大的差异，这样就会导致和原始图片差异过大，这些要求都是需要考虑的，必须严格控制这些算法，科学的设计才能有效实现这些基本功能。

2 算法设计与离散性分析

2.1 递推法离散性分析

递推法是用一个既定规律来确定数据序列中的某一项值，这其中就会涉及较多的重复运算，对系统功能有较高的要求，这种情况下设计就会比较复杂。

例如，要求最大值，就可以采用下面的算法。

根据这个算法，系统就会不断的进行数据比对，在比对的过程中逐步确定最大数值，直至与所有的数据比较完毕，才可以确定这个最终的最大数值。可以看出在这种分析方式中，分析的效率相对较低，需要进一步在保障规范性的基础上进一步提升数据处理效率。

2.2 递归法离散性分析

递归法是通过程序设计来定义一个函数，通过这个函数来把一些问题简化，这样就可以将这些规模较大且较为复杂的问题简化为具体的小问题。可以看出，这种方法和递推法进行比较，效率较高，而且一般也不需要较多的程序，能够在很大程度上减少代码量，并能够有效避免一些重复计算。但是在这种程序设计的过程中要注意满足递归返回段、边界条件和前进段等参数。

利用递归法可以求最大公约数，具体可以采用下面的算法。

通过这个算法设计，对比递推法的算法设计，就可以发现递归法更加精简，有效地提升了数据处理的效率和质量。这种方法的数据是后进先出，由于返回值的参数不同，进而可以最终确定一个值，主要是通过层层返回的方式确定。

3 数据结构离散性

3.1 二进制

二进制是计算机系统的运行基础，所有的计算机数据都要转换成二进制数据。二进制就是逢二进一的一种进位制，在这种进位制中主要只有两个符号，也就是“0”和“1”。这种进制方式中符号简单，其中的运算量也比较少，运算起来也很便捷，因此这种方式非常有助于实现电子方式的运算处理，正是二进制推动了现代信息技术的发展。

3.2 二进制的离散性

所有的计算机系统都只能识别二进制的数值，所以所有的信息都必须要转化为二进制数据，这些信息包括图片信息，也包括音频信息和文字信息等，这些信息要识别还存在都比较困难，也就是要把这些信息全部都转化为二进制数据。要有效的识别这些信息，就必须要对这些信息进行处理，也就是必须要进行离散化处理。通过这种处理就可以得到一系列的离散数据，在此基础上才能够进行数据的存储和信息的处理。

计算机能够识别的离散数据只有二进制的数据，也就是“0”和“1”的数据信息，所以也就是要将这些信息转化为二进制数据，这个数据过程就是离散化处理。比如，对于音频信息，就是需要将其转化为二进制的数据类型，这样系统才能够分析和处理。在数据处理的过程中，离散化做的越精细，系统就可以更好地还原这些声音。对于图片类信息也是一样，对其进行离散化处理的程度越精细，最后系统还原的一些信息就会更加的清晰。系统正是基于这种离散性来实现对于信息的识别和处理，随着信息技术的发展，就更需要不断优化设计来全面提升设计方法和水平，要进一步加大对于离散性的问题的研究力度。

4 结语

综上所述，本文在论述了当前计算机算法的主要应用情况的基础上，进一步分析了一些常用方法。通过对这些方法的分析可以更加有助于提升计算机算法设计的科学性，并深入推动信息技术的科学发展。针对当前算法设计和数据结构的离散性研究还存在的一些缺陷和问题，都需要进一步加强对于这一方面的问题的研究，进一步提升现随着信息社会的进一步发展，我们要进一步加强对于相关领域的研究，并全面进一步深入探索，全面提升应用能力。