【算法】二、主宰这个世界的10大算法

什么是算法？

简而言之，任何定义明确的计算步骤均可称为算法，接受一个或一组值为输入，输出一个或一组值。(来源：homas H. Cormen, Chales E. Leiserson 《算法导论第3版》)

能够这样理解，算法是用来解决特定问题的一系列步骤(不只计算机须要算法，咱们在平常生活中也在使用算法)。算法必须具有以下3个重要特性：

[1] 有穷性。执行有限步骤后，算法必须停止。

[2] 确切性。算法的每一个步骤都必须确切定义。

[3] 可行性。特定算法须能够在特定的时间内解决特定问题，

其实，算法虽然普遍应用在计算机领域，但却彻底源自数学。实际上，最先的数学算法可追溯到公元前1600年-Babylonians有关求因式分解和平方根的算法。

那么又是哪10个计算机算法造就了咱们今天的生活呢？请看下面的表单，排名不分前后：

 

1. 归并排序(MERGE SORT)，快速排序(QUICK SORT)和堆积排序(HEAP SORT)

哪一个排序算法效率最高？这要看状况。这也就是我把这3种算法放在一块儿讲的缘由，可能你更经常使用其中一种，不过它们各有千秋。

归并排序算法，是目前为止最重要的算法之一，是分治法的一个典型应用，由数学家John von Neumann于1945年发明。

快速排序算法，结合了集合划分算法和分治算法，不是很稳定，但在处理随机列阵(AM-based arrays)时效率至关高。

堆积排序，采用优先伫列机制，减小排序时的搜索时间，一样不是很稳定。

与早期的排序算法相比(如冒泡算法)，这些算法将排序算法提上了一个大台阶。也多亏了这些算法，才有今天的数据发掘，人工智能，连接分析，以及大部分网页计算工具。

 

2. 傅立叶变换和快速傅立叶变换

这两种算法简单，但却至关强大，整个数字世界都离不开它们，其功能是实现时间域函数与频率域函数之间的相互转化。能看到这篇文章，也是托这些算法的福。

因特网，WIFI，智能机，座机，电脑，路由器，卫星等几乎全部与计算机相关的设备都或多或少与它们有关。不会这两种算法，你根本不可能拿到电子，计算机或者通讯工程学位。(USA)

 

3.代克思托演算法 (Dijkstra's algorithm)

能够这样说，若是没有这种算法，因特网确定没有如今的高效率。只要能以“图”模型表示的问题，都能用这个算法找到“图”中两个节点间的最短距离。

虽然现在有不少更好的方法来解决最短路径问题，但代克思托演算法的稳定性仍没法取代。

 

4. RSA非对称加密算法

绝不夸张地说，若是没有这个算法对密钥学和网络安全的贡献，现在因特网的地位可能就不会如此之高。如今的网络毫无安全感，但遇到钱相关的问题时咱们必须要保证有足够的安全感，若是你以为网络不安全，确定不会傻乎乎地在网页上输入本身的银行卡信息。

RSA算法，密钥学领域最牛叉的算法之一，由RSA公司的三位创始人提出，奠基了当今的密钥研究领域。用这个算法解决的问题简单又复杂：保证安全的状况下，如何在独立平台和用户之间分享密钥。

 

5. 哈希安全算法(Secure Hash Algorithm)

确切地说，这不是一种算法，而是一组加密哈希函数，由美国国家标准技术研究所首先提出。不管是你的应用商店，电子邮件和杀毒软件，仍是浏览器等等，都使用这种算法来保证你正常下载，以及是否被“中间人攻击”，或者“网络钓鱼”。

 

6. 整数质因子分解算法(Integer factorization)

这实际上是一个数学算法，不过已经普遍应用与计算机领域。若是没有这个算法，加密信息也不会如此安全。经过一系列步骤将，它能够将一个合成数分解成不可再分的数因子。

不少加密协议都采用了这个算法，就好比刚提到的RSA算法。

 

7. 连接分析算法(Link Analysis)

 

在因特网时代，不一样入口间关系的分析相当重要。从搜索引擎和社交网站，到市场分析工具，都在竭尽全力地寻找因特网的正真构造。

连接分析算法一直是这个领域最让人费解的算法之一，实现方式不一，并且其自己的特性让每一个实现方式的算法发生异化，不过基本原理却很类似。

连接分析算法的机制其实很简单：你能够用矩阵表示一幅“图“，造成本征值问题。本征值问题能够帮助你分析这个“图”的结构，以及每一个节点的权重。这个算法于1976年由Gabriel Pinski和Francis Narin提出。

谁会用这个算法呢？Google的网页排名，Facebook向你发送信息流时(因此信息流不是算法，而是算法的结果)，Google+和Facebook的好友推荐功能，LinkedIn的工做推荐，Youtube的视频推荐，等等。

广泛认为Google是首先使用这类算法的机构，不过其实早在1996年(Google问世2年前)李彦宏就建立的“RankDex”小型搜索引擎就使用了这个思路。而Hyper Search搜索算法创建者马西莫·马奇奥里也曾使用过相似的算法。这两我的都后来都成为了Google历史上的传奇人物。

 

8. 比例微积分算法(Proportional Integral Derivative Algorithm)

 

飞机，汽车，电视，手机，卫星，工厂和机器人等等事物中都有这个算法的身影。

简单来说，这个算法主要是经过“控制回路反馈机制”，减少预设输出信号与真实输出信号间的偏差。只要须要信号处理，或电子系统来控制自动化机械，液压和加热系统，都须要用到这个算个法。

没有它，就没有现代文明。

 

9. 数据压缩算法

数据压缩算法有不少种，哪一种最好？这要取决于应用方向，压缩mp3，JPEG和MPEG-2文件都不同。

哪里能见到它们？不只仅是文件夹中的压缩文件。你正在看的这个网页就是使用数据压缩算法将信息下载到你的电脑上。除文字外，游戏，视频，音乐，数据储存，云计算等等都是。它让各类系统更轻松，效率更高。

 

10. 随机数生成算法

到现在，计算机尚未办法生成“真正的”随机数，但伪随机数生成算法就足够了。这些算法在许多领域都有应用，如网络链接，加密技术，安全哈希算法，网络游戏，人工智能，以及问题分析中的条件初始化。

 

出处：http://www.yuyime.com/c?id=46