امروزه الگوریتم‌ها جزء لاینفک زندگی انسان محسوب می‌شوند و تقریبا تمام چیزهایی که با آن ارتباط داریم، نوعی الگوریتم محسوب می‌شود. الگوریتم یکی از راه‌کارهای حل مسئله توسط روش‌های منطق و ریاضی است که اولین بار یک دانشمند ایرانی به نام خوارزمی آن را ارائه داد. در این مقاله قصد داریم که شما را با مفهوم الگوریتم برنامه نویسی آشنا کنیم، پس ما را تا انتهای نوشتار همراهی کنید. در رابطه با این موضوع پیشنهاد میکنیم تا مقالات، آیا برنامه نویسی شغل خوبی است؟ و مقدمه ای بر زبان های برنامه نویسی را مطالعه کنید.

الگوریتم چیست؟

برنامه‌های کامپیوتری توسط الگوریتم اجرا می‌شوند، به عبارت دیگر طرح اصلی بسیاری از برنامه‌ها در مرحله نخست توسط الگوریتم به وجود می‌آیند. در مرحله بعد طرح مذبور به زبان رایانه برنامه‌نویسی می‌شود. برنامه نویسان باید کاملا بر مفاهیم الگوریتم مسلط باشند، تا بتوانند مسائل مختلف را به نحو احسن حل کنند. به بیان دیگر برنامه نویسان به کمک الگوریتم‌ها  راه حل مسائل سخت و پیچیده را می‌یابند.

روش حل مسئله توسط الگوریتم به این صورت است که ابتدا مسئله را به کمک دستورالعمل‌های پشت سرهم و تحلیل‌های منطقی و ریاضی مورد تجزیه قرار داده و در انتها راه حل متناسب با آن را ارائه می‌دهد. کاربر به لطف الگوریتم می‌تواند تمام مراحل حل مسئله را به کدهای قابل فهم برای کامپیوتر تبدیل کند.

برنامه نویسی چیست؟

برنامه نویسی در واقع به عملیات آماده‌سازی برنامه برای دستگاه مورد نظر اطلاق می‌شود. این برنامه معمولا شامل دستورالعمل‌های مختلفی است. کاربران از برنامه نویسی استفاده می‌کنند، تا رایانه را برای انجام یک وظیفه خاص به کار بگیرند و این وظیفه بدون کم و کاست انجام شود. جهت آشنایی کامل با برنامه نویسی پیشنهاد میدهیم تا مقالات، برنامه نویسی چیست؟ و چگونه یک برنامه نویس شویم؟ را مطالعه کنید.

در برنامه نویسی، کامپیوتر دستورات کاربر را دریافت کرده و آن را اجرا می‌کند، البته باید این دستورات را در قالب زبان ماشین در اختیار رایانه قرار داد. از کدهای ماشین که نوعی زبان عددی هستند و به آن زبان باینری گفته می‌شود، برای دستور دادن به کامپیوتر استفاده می‌شود.

کامپیوتر این کدهای باینری را  به خوبی و به سرعت می‌خواند و تمام دستورات کاربر را اجرا می‌کند. هر دستورالعملی که به سیستم داده می‌شود، ابتدا به یک‌سری اعداد صفر و یک تبدیل می‌شود و سپس این رشته از اعداد توسط رایانه تفسیر می‌شود. بنابراین توسط علم برنامه‌نویسی می‌توان کامپیوتر را برای اجرای دستورات به کار گرفت. این دستورات در بخش CPU دستگاه پردازش شده و در نهایت خروجی کار به فرد نشان داده می‌شود.

الگوریتم برنامه نویسی چیست؟

الگوریتم برنامه نویسی به فرمولی گفته می‌شود که به منظور حل مسئله مورد استفاده قرار می‌گیرد. زمانی که کامپیوتر شما با مشکل مواجه می‌شود، الگوریتم به کمک ساده‌ترین راه‌کارها مسئله پیش آمده را حل می‌کند. الگوریتم ورودی‌های مختلف را دریافت کرده و نتیجه‌ای را به کاربر ارائه می‌دهد که خروجی نامیده می‌شود.

طرز عملکرد الگوریتم در برنامه نویسی

الگوریتم کامپیوتر یک روشی محاسباتی خاص است که ورودی‌ها را می‌گیرد و توسط انجام اعمال منطق و ریاضی این اطلاعات را به خروجی‌هایی طبق خواسته کاربر تبدیل می‌کند. یکی از ویژگی‌های مهم  برنامه‌نویسی الگوریتم این است که هیچ گونه محدودیتی برای آن‌ها وجود ندارد و می‌توانند انواع گوناگون راه‌حل‌ را برای خروجی مطلوب به کاربر ارائه ‌دهند.

الگوریتم‌ برنامه نویسی شامل موارد زیر است:

• جمع‌آوری داده‌ها
• پردازش داده‌ها
• تعریف مسئله
• حل مسئله

به کار بردن رویکرد منطقی

چنانچه در مورد عملکرد الگوریتم با هر گونه سوال یا مشکل روبرو شدید، می‌توانید سوالات خود را در بخش پرسش و پاسخ وب‌سایت آموزش برنامه نویسی صعود مطرح کنید، تا گروه آموزشی صعود به سوالات پاسخ داده و بهترین راهنمایی را در اختیار شما قرار دهند.

انواع الگوریتم برنامه نویسی

الگوریتم در حل مسائل سیستم و همچنین برنامه نویسی تاثیر بسیارزیادی دارد و بسته به نوع مسئله الگوریتم نیز تغییر می‌کند. با توجه به این مطلب هر مشکلی با الگوریتم مخصوص به خود حل می‌شود. الگوریتم برنامه نویسی از نظر منطق انواع مختلفی دارد که عبارتند از:

• الگوریتم شاخه‌ای: اصول کار این الگوریتم بر اساس یکی از قوانین ریاضی به نام اگر-آنگاه است. یعنی شرط توسط کاربر تعیین می‌شود و سپس نتیجه نهایی مسئله بسته به شرط مشخص شده، محاسبه می‌گردد.
• الگوریتم حلقه‌ای: این نوع الگوریتم از یک پروژه چندین بار استفاده می‌کند و زمانی که مراحل پروژه به اتمام برسد، کار الگوریتم نیز به آخر می‌رسد.
• الگوریتم دنباله‌ای: ویژگی بارز الگوریتم دنباله‌ای این است که ساختار آن به صورت مرحله‌ای پیش می‌رود و در نهایت راه‌حل لازم ارائه می‌شود.

ویژگی‌های الگوریتم برنامه نویسی چیست؟

از جمله خصوصیات برنامه نویسی الگوریتم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ورودی: ورودی‌های مختلف را دریافت می‌کند.
• خروجی: مطابق با ورودی مورد نظر خروجی را تولید می‌کند.
• دقت: تمام مراحل در الگوریتم به صورت دقیق بیان شده است.
• پایان‌پذیری: بعد از این‌که دستورالعمل مورد نظر اجرا شد، الگوریتم متوقف می‌شود.
• خاص بودن: نتیجه هر یک از مراحل با توجه به ورودی و همچنین نتایج مراحل قبل تعیین می‌شود و کاملا منحصر به فرد است.   

انواع مختلف الگوریتم بر اساس نوع مسئله

الگوریتم برنامه نویسی از نظر نوع مسئله انواع مختلفی دارد که به شرح ذیل است:

1. الگوریتم بازگشتی: در این نوع الگوریتم ابتدا base case مسئله مورد نظر حل شده و سپس سایر قطعات مسئله حل می‌شود. در واقع الگوریتم بازگشتی هر مسئله را به مسائل کوچکتری تقسیم می‌کند و پس از حل کردن هر کدام از قطعات مسئله کوچک شده بعدی را حل می‌کند.
2. الگوریتم دینامیک: این الگوریتم به گونه‌ایست که مسائل مختلف را حل کرده و با توجه به پاسخ آن‌ها سایر مسائل را حل می‌کند.
3. الگوریتم حریصانه: از آنجا که این الگوریتم سعی می‌کند بهترین راه حل را پیدا کند، آنقدر به کار خود ادامه می‌دهد، تا به سریع‌ترین و مناسب‌ترین راه حل برسد.
4. الگوریتم برگشت به عقب: استفاده از انواع گوناگون نماد ویژگی بارز این الگوریتم است. در واقع به دنبال راه حل‌های مختلف می‌گردد، تا ببیند که مسئله حل می‌شود یا خیر.
5. الگوریتم بروت فورس: برای حل مسائل کوچک این نوع الگوریتم را به کار می‌برند که منجر به پیدا شدن بهترین راه حل می‌شود.
6. الگوریتم تقسیم و حل: این الگوریتم ابتدا مسئله را چند بخش کوچکتر تقسیم می‌کند و پس از یافتن جواب هر کدام از بخش‌ها به جواب کلی مسئله می‌رسد.

نکات مهم در نوشتن الگوریتم

ضروری است که هنگام نوشتن برنامه نویسی الگوریتم یک‌سری نکات را مد نظر قرار دهید، تا نتیجه کار برای شما رضایت بخش باشد. نکات مهم و اساسی در نوشتن الگوریتم عبارتند از:

• باید تمام مراحل را به ترتیب از بالا به پایین بنویسید.
• مراحل را به صورت ساده و کامل بنویسید و از ذکر جزئیات غیر ضروری صرف نظر کنید.
• از ساده‌ترین زبان ممکن برای نوشتن الگوریتم استفاده کنید، این امر موجب می‌شود که کاربران برداشت اشتباهی از آن نداشته باشند.
• الگوریتم را جامع بنویسید، تا بهترین نتیجه را ارائه دهد.
• به هنگام نوشتن اولویت عملگرهای ریاضی را رعایت کنید. برای مثال عملیات ضرب در مقایسه با جمع اولویت دارد.

امروزه انواع مختلفی از الگوریتم‌ برنامه نویسی در زمینه ریاضی و همچنین رایانه استفاده می‌شوند. این الگوریتم‌ها مسائل مختلف را به بهترین شکل حل کرده و مناسب‌ترین راه حل را به کاربر ارائه می‌دهند. لازم است که هنگام به کار بردن الگوریتم‌ها حتما مراحل آن را با دقت و پشت سرهم انجام دهید، تا برای شما مشکل ایجاد نشود.همچنین جهت آشنایی بیشتر با زبان های برنامه نویسی حتما مقالات، چگونه یک برنامه نویس شویم؟ و برنامه نویسی به چه دردی میخوره؟ را مطالعه کنید.

در صورتی که در زمینه استفاده از الگوریتم نیاز به راهنمایی دارید، می‌توانید از مشاوره کارشناسان واحد آموزش وب‌سایت صعود استفاده کنید. در صورت تمایل نیز شبکه‌های اجتماعی اینستاگرام و تلگرام تیم برنامه نویسی صعود را دنبال کنید.