一步一步写算法（开篇）

http://blog.csdn.net/feixiaoxing/article/details/6835423

 

 算法是计算机的生命。没有算法，就没有软件，计算机也就成了一个冰冷的机器，没有什么实用价值。很多人认为，算法是数学的内容，学起来特别麻烦。我们不能认为这种观点是错误的。但是我们也知道，软件是一种复合的技术，如果一个人只知道算法，但是不能用编程语言很好地实现，那么再优秀的算法也不能发挥作用。一个人只有有了很好的计算机知识和数学知识，才能在算法的学习上不断进步。不管算法都么简单，都要自己亲手实践，只有不断认识错误、不断发现错误，才能不断提高自己的编程能力，不断提高自己的业务水平。

    这里取名一步一步写算法的目的主要有两个：第一，保证我们的算法都是大家可以学得会，看的懂的；第二，保证我们的算法是健壮的、可以测试的。所以在编写的过程中，我们的算法开发过程是伴随着测试用例增加的，没有测试用例保证的代码只是一段无序的字符而已，没有什么价值。

    其实任何算法都有自己的应用环境和应用场景，没有算法可以适用于所有的场景。这一点希望大家明白。同时，我们也要清楚复杂的算法都是由普通的算法构成的，没有普通的算法就没有复杂的算法可言，所以复杂变简单，由大化小，这就是算法分治递归的基本思想。

    我们可以下面一个数组查找的函数说起。一句一句写起，首先我们开始从最简单的函数构造开始：

 

int find(int array[], int length, int value)
{
    int index = 0;
    return index;
}

int find(int array[], int length, int value)
{
	int index = 0;
	return index;
}

    这里看到，查找函数只是一个普通的函数，那么首先需要判断的就是参数的合法性：

 

 

static void test1()
{
    int array[10] = {0};
    assert(FALSE == find(NULL, 10, 10));
    assert(FALSE == find(array, 0, 10));
}

static void test1()
{
	int array[10] = {0};
	assert(FALSE == find(NULL, 10, 10));
	assert(FALSE == find(array, 0, 10));
}

    这里可以看到，我们没有判断参数的合法性，那么原来的查找函数应该怎么修改呢？

 

 

int find(int array[], int length, int value)
{
    if(NULL == array || 0 == length)
        return FALSE;

    int index = 0;
    return index;
}

int find(int array[], int length, int value)
{
	if(NULL == array || 0 == length)
		return FALSE;

	int index = 0;
	return index;
}

    看到上面的代码，说明我们的已经对入口参数进行判断了。那么下面就要开始写代码了。

 

 

int find(int array[], int length, int value)
{
    if(NULL == array || 0 == length)
        return FALSE;

    int index = 0;
    for(; index < length; index++){
        if(value == array[index])
            return index;
    }

    return FALSE;
}

int find(int array[], int length, int value)
{
	if(NULL == array || 0 == length)
		return FALSE;

	int index = 0;
	for(; index < length; index++){
		if(value == array[index])
			return index;
	}

	return FALSE;
}

    上面的代码已经接近完整了，那么测试用例又该怎么编写呢？

 

 

static void test2()
{
    int array[10] = {1, 2};
    assert(0 == find(array, 10, 1));
    assert(FALSE == find(array, 10, 10));
}

static void test2()
{
	int array[10] = {1, 2};
	assert(0 == find(array, 10, 1));
	assert(FALSE == find(array, 10, 10));
}

    运行完所有的测试用例后，我们看看对原来的代码有没有什么可以优化的地方。其实，我们可以把数组转变成指针。

 

 

int find(int array[], int length, int value)
{
    if(NULL == array || 0 == length)
        return FALSE;

    int* start = array;
    int* end = array + length;
    while(start < end){
        if(value == *start)
            return ((int)start - (int)array)/(sizeof(int));
        start ++;
    }

    return FALSE;
}

int find(int array[], int length, int value)
{
	if(NULL == array || 0 == length)
		return FALSE;

	int* start = array;
	int* end = array + length;
	while(start < end){
		if(value == *start)
			return ((int)start - (int)array)/(sizeof(int));
		start ++;
	}

	return FALSE;
}

 

    如果上面的代码参数必须是通用的数据类型呢？

 

template<typename type>
int find(type array[], int length, type value)
{
    if(NULL == array || 0 == length)
        return FALSE;

    type* start = array;
    type* end = array + length;
    while(start < end){
        if(value == *start)
            return ((int)start - (int)array)/(sizeof(type));
        start ++;
    }

    return FALSE;
}

template<typename type>
int find(type array[], int length, type value)
{
	if(NULL == array || 0 == length)
		return FALSE;

	type* start = array;
	type* end = array + length;
	while(start < end){
		if(value == *start)
			return ((int)start - (int)array)/(sizeof(type));
		start ++;
	}

	return FALSE;
}

    此时，测试用例是不是也需要重新修改呢？

 

 

static void test1()
{
    int array[10] = {0};
    assert(FALSE == find<int>(NULL, 10, 10));
    assert(FALSE == find<int>(array, 0, 10));
}

static void test2()
{
    int array[10] = {1, 2};
    assert(0 == find<int>(array, 10, 1));
    assert(FALSE == find<int>(array, 10, 10));
}

static void test1()
{
	int array[10] = {0};
	assert(FALSE == find<int>(NULL, 10, 10));
	assert(FALSE == find<int>(array, 0, 10));
}

static void test2()
{
	int array[10] = {1, 2};
	assert(0 == find<int>(array, 10, 1));
	assert(FALSE == find<int>(array, 10, 10));
}

 

 

所以，下面我们总结一下：

    （1）我们的算法需要测试用例的验证

    （2）任何的优化都要建立在测试的基础之上

    （3）测试和代码的编写要同步进行

    （4）算法的成功运行时一步一步进行得，每一步的成功必须确立在原有的成功之上