
你好,我是悦创。
对于数学和计算机编程的联系,我之前也没有思考过。直到有一次,在听硅谷的一个线上技术交流 Meetup 上,我听到一位嘉宾分享说:“如果你只想当一个普通的程序员,那么数学对你来说,并不重要。但是如果你想做一个顶级程序员,梦想着改变世界,那么数学对你来说就很重要了。”
听完这句话,我马上感受到强烈的共鸣,因为就我自己的工作经历而言,越是往高处走,就越能发现数学的重要性。我知道,数学对于我们每一个程序员来说,都是最熟悉的陌生人。你从小就开始学习数学,中考、高考、研究生考试还要考数学,所以那些熟悉的数学定理、数学公式,陪伴你至少也有 10 年时间了。
但是,自从大一接触了程序员,你可能早就把数学抛在了脑后,甚至觉得曾经为了应试而“硬学”的数学应该是彻底没什么用了,终于可以和他们 say goodbye 了。毕竟作为一个基础学科,数学肯定是没操作系统、数据结构、计算机网络这样的课程看起来“实用”。
起码我之前就是这么认为的。大学一的时候,我非常喜欢编程,甚至还翘过数学课,专门在图书馆看计算机类的图书。那会儿我觉得,数学这东西,完全就是应试教育,我更喜欢计算机这样操作类的课程,不喜欢待在教室里听数学老师讲那些枯燥的理论和定理。
再到后来,我在有道做课程技术答疑老师,开始接触一些「基础」机器学习,猛然间才发现,机器学习表面上是“写程序”,但实际上剥去外表,本质上就是在研究数学。从那会儿开始,我对数学的认知也才逐步客观和理性起来。
再到现在,我做了 Python 私人编程教练,写了两年多的代码,我想说,数学学得好不好,将会直接决定一个程序员有没有发展潜力。因为往大了说,数学它其实是一种思维模式,考验的是一个人归纳、总结和抽象的能力。把这个能力放到程序员的世界里,其实就是解决问题的能力。
往小了说,不管是数据结构与算法还是程序设计,其实底层很多原理或者思路都是源自于数学,所以很多大公司,在招人时,也会优先考虑数学专业的毕业生,这些人他们数学基础很好,学起编程也更容易上手。
所以我觉得,如果编程语言是血肉,数学的思想和知识就是灵魂。它可以帮助你选择合适的数据结构和算法、提升系统效率、并且赋予机器智慧。尤其是在大数据和智能化的时代,更是如此。
举个例子,比如我们小学就学到的余数,其实在编程的世界里也有很多应用。你经常用到的分页功能,根据记录的总条数和每页展示的条数,最后来计算整体的页数,这里面就会有余数的思想。再难一点,奇偶校验、循环冗余检验、散列函数、密码学等等都有余数相关的知识。
遇到这些问题的时候,你能说你不懂余数吗?我想你肯定懂,只是很多时候没有想到可以用余数的思想来解决相关问题罢了。那为什么没有想到呢?我认为,本质原因还是你没有数学思维,还是你数学的基础不够好。
所以,在这个系列文章里,我想和你重点聊聊数学。当然,我知道数学博大精深,所以在一开始做系列专栏的时候,我就和研究生朋友一起定义好了专栏的边界,用一句话来说就是 “只做程序员需要学的数学知识”。
首先,我梳理了编程中最常用的数学概念,由浅入深剖析它们的本质,希望能够帮你彻底掌握这些最基础、也最核心的数学知识。这其中包括那些你曾经熟悉的数学名词,比如数学归纳法、迭代法、递归、排列、组合等等。
