计算机编程算法和数学有什么关系?
数学对于计算机算法编程来说非常重要 。我主要从下面两个方面来说明它为何这么重要一. 培养逻辑思维能力数学和算法编程都需要较强的逻辑思维能力,程序代码的逻辑结构、前后联系及处理方式都需要较强的逻辑思维能力,而数学学得好,逻辑思维能力强,通常算法编程领悟也会更深 。二. 数学应用于算法编程这一点应该是数学与算法编程比较相关的重要原因,无论是计算机的底层还是非底层,数学知识到处都有体现 。
例如计算机底层的二进制、机器学习和深度学习的梯度推导、SVD分解、张量分解、PCA求特征值、优化问题、密码学的大数分解、概率图模型等等都是与数学特别相关 。下面我随便举两个例子,可以自己体会例1: 给定一个数x,开平方并取倒数 。代码实现如下这是当年的经典游戏雷神之锤3里面的代码,经测试这段代码比(float)(1.0/sqrt(x))快4倍,计算性能有质的飞跃 。
为此还专门有一篇论文《Fast Inverse Square Root》讲解这个代码的数学原理,感兴趣的同学可以找一下这篇文章研究一下 。例2:给定一个数n,n可能非常大,比如10的18次方这么大,求x^2 y^2=n的解 。如果不用数学知识,直接暴力搜索,时间复杂度为O(n),效率低下,而且按目前的计算机水平也很难算出来 。
如果了解Brahmagupta–Fibonacci identity、Pollard-rho分解法、二次同余方程的解、欧几里德辗转相除等数学知识,那么求解这个问题的时间复杂度大大降低,保证0.2秒内出结果 。如果工作是算法岗位,数学更加特别重要,因为机器学习、数据挖掘、NLP等方向的底层原理基本都与数学脱离不开关系 。
学习计算机算法编程需要很好的数学基础吗?
【90后计算机团队,计算机算法】
不需要!我从事互联网行业也很多年了,对于编程语言可以说是很熟悉了,对于学习编程语言来说门槛不高 。只要愿意学人人都可以 。八月份编程语言排行榜我经常在新闻或者报道上听到国外那个中学生或者小学生写了一个怎么厉害的程序!或者谁谁很年轻就是非常厉害的黑客 。我们知道外国在中学生的数学知识是很差的 。如果需要水平很高的数学知识,那么很多厉害的黑客都不可能存在了 。
但是数学知识好了对编程是有帮助的,但绝对起不到决定性的作用 。我们知道计算机的发明就是解决大量的计算,所以计算机是和数学有很大的联系的 。如果有很好的数学思维,逻辑思维是很容易学好编程 。以上只是说编程 。但是如果想要在这一行走的更远,那么数学绝对是一个需要加强的地方,比如现在大火的人工智能和大数据,就要有很强的数学能力的,尤其是人工智能,充实着大量的数学知识如概率论,微积分,线性代数等等!数学是一个基础学科,但是现在科技越发达它的作用就越来越明显 。
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