主宰这个世界的10种算法
    Sunday, December 4, 2016
    8:58 AM
    0 本 文 来 自 ： 煎 蛋 版 权 归 届 原 作 者 0 涨 姿 势 ： 主 宰 这 个 世 界 的 10 种 算 法 @仃 程 厚 猿 & & 酷 勤 网 制 作 涨 姿 势 ： 主 宰 这 个 世 界 的 10 种 算 法 Reddi t 有 篇 帖 子 介 绍 了 笪 法 对 我 们 觋 在 生 活 的 重 要 性 ， 以 及 哪 些 笪 法 对 觋 代 文 明 所 做 贡 献 最 大 。 如 果 对 巨 法 有 所 了 解 ， 读 这 篇 文 章 时 你 可 能 会 问 “ 作 者 知 道 笪 法 为 何 物 吗 ？ " 或 是 "Facebook 的 ． 信 息 流 ' (News Feed)ÄZ 一 种 笪 法 吗 ？ " ， 如 果 “ 信 息 流 " 是 笪 法 ， 那 可 以 吧 所 有 事 物 都 旧 结 为 一 种 笪 法 。 才 学 浅 ， 结 合 那 篇 阽 子 ， 接 下 来 我 试 着 解 释 一 下 笪 法 是 什 么 ， 又 是 哪 10 个 笪 法 正 在 芏 导 我 们 的 世 界 。 什 么 是 算 法 ？ 简 而 言 之 ， 任 何 定 义 明 确 的 计 笪 步 揀 都 可 称 为 笪 法 ， 唼 受 一 个 或 一 组 值 为 输 入 ， 输 出 一 个 或 一 组 值 。 （ 来 源 ： homas H. Carmen, Chales E. Leiserson 《 笪 法 导 论 第 3 版 》 ） 可 以 这 样 理 解 ， 笪 法 是 来 解 决 特 定 问 题 的 一 系 列 步 揀 （ 不 仅 计 笪 机 需 要 笪 法 ， 我 们 在 日 常 生 活 中 也 在 使 笪 法 )0 笪 法 必 须 具 备 如 下 3 个 重 要 特 性 [ 1 ] 有 穷 性 执 行 有 限 步 揀 后 ， 笪 法 必 须 中 止 。 [ 2 ] 确 切 性 。 笪 法 的 每 个 步 揀 都 必 须 确 切 定 义 。 [ 引 可 行 性 特 定 笪 法 须 可 以 在 特 定 的 时 间 内 解 决 特 定 问 其 实 ， 笪 法 虽 然 广 泛 应 在 计 笪 机 领 域 ， 但 却 完 全 源 数 学 。 实 际 上 ， 最 早 的 数 学 笪 法 可 追 溯 到 公 元 前 16 佣 年 Baby nians 有 关 求 因 式 分 解 和 平 方 根 的 笪 法 。 那 么 又 是 哪 10 个 计 笪 机 笪 法 造 就 了 我 们 今 天 的 生 活 呢 ？ 请 看 下 面 的 表 单 ， 排 名 不 分 先 后 1 归 #ÅE_(MERGE SORT) 快 i_ßE_(QU[CKSORT)_Q 堆 _RHE_(HEAP SORT) 哪 个 排 序 笪 法 效 率 最 高 ？ 这 要 看 情 况 。 这 也 就 是 我 吧 这 3 种 笪 法 放 在 一 起 讲 的 原 因 可 能 你 更 常 其 中 一 种 ， 不 过 它 们 各 有 干 秋 。 归 并 排 序 笪 法 ， 是 目 前 为 止 最 重 要 的 笪 法 之 一 ， 是 分 氵 台 法 的 一 个 典 型 应 ， 由 数 学 家 」 Ohn von Neumann 于 1945 年 发 明 。 快 速 排 序 笪 法 ， 结 合 了 集 合 划 分 笪 法 和 分 氵 台 笪 法 ， 不 是 很 隐 定 ， 但 在 处 理 随 机 列 阵 （ AM ． based a “ ays ） 时 效 率 相 当 高 堆 积 排 序 ， 采 优 先 伫 列 机 制 ， 减 少 排 序 时 的 搜 索 时 间 ， 同 样 不 是 很 喼 定 与 早 期 的 排 序 笪 法 相 比 （ 如 冒 泡 笪 法 ） ， 这 些 笪 法 将 排 序 笪 法 提 上 了 一 个 大 台 阶 。 也 多 亏 了 这 些 笪 法 ， 才 有 今 天 的 数 据 发 崛 ， 人 工 智 能 链 接 分 析 ， 以 及 大 部 分 网 页 计 笪 工 具 2 、 傅 立 叶 变 换 和 快 速 傅 立 叶 变 换 这 呐 种 算 法 简 单 ， 但 却 相 当 强 大 ， 整 个 数 字 世 界 都 离 不 开 它 们 其 功 能 是 实 觋 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 巨 法 的 福 因 特 网 ， W[F[ 智 能 机 ， 座 机 ， 电 脑 ， 路 由 器 ， 卫 星 等 几 乎 所 有 与 计 笪 机 相 关 的 设 备 都 或 多 或 少 与 它 们 有 关 。 不 会 这 叻 种 笪 法 ， 你 根 本 不 可 能 拿 到 电 子 ， 计 笪 机 或 者 通 信 工 程 学 位 。 (USA) 3 、 代 克 思 托 演 算 法 （ D 刂 kstra ． s algorithm) 可 以 这 样 说 ， 如 果 没 有 这 种 笪 法 ， 因 特 网 肯 定 没 有 觋 在 的 高 效 率 。 R 要 能 以 “ 图 " 忄 莫 型 表 亍 的 问 题 ， 都 能 这 个 笪 法 找 到 “ 图 " 中 叻 个 节 点 间 的 最 短 距 离 。 虽 然 如 今 有 很 多 更 好 的 方 法 来 解 决 最 短 路 径 问 题 ， 但 代 克 思 托 演 笪 法 的 喼 定 性 仍 无 法 取 代 。 4 、 RSA 非 对 称 加 密 算 法 不 夸 张 地 说 ， 如 果 没 有 这 个 笪 法 对 密 钥 学 和 网 络 安 全 的 贡 ， 如 今 因 特 网 的 地 位 可 能 就 不 会 如 此 之 高 觋 在 的 网 络 无 安 全 感 ， 但 遇 到 钱 相 关 的 问 题 时 我 们 必 需 要 保 证 有 足 够 的 安 全 感 ， 如 果 你 觉 得 网 络 不 安 全 ， 肯 定 不 会 傻 乎 乎 地 在 网 页 上 输 入 自 己 的 银 行 卡 信 息 RSAÄ 法 ， 密 钥 学 领 域 最 牛 叉 的 笪 法 之 一 ， 由 RSA 公 司 的 三 位 创 始 人 提 出 ， 奠 定 了 当 今 的 密 钥 研 究 领 域 。 这 个 笪 法 解 决 的 问 题 简 单 又 复 杂 ： 保 证 安 全 的 情 兄 下 ， 如 何 在 独 立 平 台 和 F 之 间 分 享 密 钥 哈 希 安 全 算 法 （ Se （ ure Hash Algorithm) 5 确 切 地 说 ， 这 不 是 一 种 笪 法 ， 而 是 一 组 加 密 哈 希 函 数 ， 由 美 国 国 家 标 准 技 术 研 究 所 苜 先 提 出 。 无 论 是 你 的 应 商 店 ， 电 子 邮 件 和 平 毒 软 件 ， 还 是 氵 刘 览 器 等 等 ， 都 使 这 种 笪 法 来 保 证 你 正 常 下 载 ， 以 及 是 否 被 “ 中 间 人 攻 击 ， 或 者 “ 网 络 钓 6 整 數 质 因 子 分 解 算 法 （ [ nteger factorization) 这 其 实 是 一 个 数 学 笪 法 ， 不 过 已 广 泛 应 与 计 笪 机 领 域 。 如 果 没 有 这 个 笪 法 ， 加 密 信 急 也 不 会 如 此 安 全 。 通 过 一 系 列 步 揀 将 ， 它 可 以 将 一 个 合 成 数 分 解 成 不 可 再 分 的 数 因 子 。 很 多 加 密 协 议 都 采 了 这 个 笪 法 ， 就 比 如 刚 提 到 的 RSAÄ 法 。 7 、 链 接 分 忻 算 法 山 nk Anal sis) 在 因 特 网 时 代 ， 不 同 入 口 间 关 系 的 分 析 至 关 重 要 。 从 搜 索 引 擎 和 社 交 网 站 ， 到 市 场 分 析 工 具 ， 都 在 不 遗 余 力 地 寻 找 因 特 网 的 正 真 构 造 。 链 接 分 析 笪 法 一 直 是 这 个 领 域 最 让 人 解 的 笪 法 之 一 ， 实 觋 方 式 不 一 而 且 其 本 身 的 特 性 让 每 个 实 觋 方 式 的 笪 法 发 生 异 化 ， 不 过 基 本 原 理 却 很 相 似 。 链 唼 分 析 笪 法 的 机 制 其 实 很 简 单 ： 你 可 以 矩 阵 表 亍 幅 “ 图 “ 形 成 本 征 值 问 题 。 本 征 值 问 题 可 以 帮 助 你 分 析 这 个 “ 图 " 的 结 构 ， 以 及 每 个 节 点 的 权 重 这 个 笪 法 于 1976 年 由 Gabriel Plnskl 和 Francis Narln 提 出 。 谁 会 这 个 笪 法 呢 ？ Go 。 g ] e 的 网 页 排 名 ， Facebook 向 你 发 送 信 息 流 时 （ 所 以 信 息 流 不 是 笪 法 ， 而 是 笪 法 的 结 k), Google+*QFacebook 的 好 友 睢 荐 功 能 ， Linked[n 的 工 作 推 荐 ， Youtube 的 视 频 惟 荐 ， 等 等 。 普 遍 认 为 G 。 。 g le 是 苜 先 使 这 类 笪 法 的 机 构 ， 不 过 其 实 早 在 1996 年 （ G 。 。 g ] e 问 世 2 年 前 ） 李 彦 宏 就 创 建 的 "RankDex" 小 型 搜 索 引 擎 使 了 这 个 思 路 。 而 Hyper sear （ h 搜 索 笪 法 建 立 者 马 西 虱 马 奇 奥 里 也 曾 使 过 类 似 的 笪 法 。 这 呐 个 人 都 后 来 都 成 为 了 G 。 og ] e 历 史 上 的 传 奇 人 物 。 8 、 比 例 微 积 分 算 法 （ Proportiona 丨 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 笪 法 的 身 影 。 简 单 来 讲 ， 这 个 笪 法 芏 要 是 通 过 “ 控 制 回 路 反 馈 机 制 ， 减 小 顸 设 输 出 信 号 与 真 实 输 出 信 号 间 的 误 差 R 要 需 要 信 号 处 理 ， 或 电 子 系 统 来 腔 制 动 化 机 械 ， 液 压 和 加 热 系 统 ， 都 需 要 到 这 个 笪 个 法 。 没 有 它 ， 就 没 有 觋 代 文 明 。 9 ． 數 据 压 缩 算 法 数 据 压 缩 算 法 有 很 多 种 ， 哪 种 最 好 ？ 这 要 取 决 于 应 方 向 压 缩 mp3 ， 」 PEG 和 MPEG ． 2 文 件 都 不 一 样 。 哪 里 能 见 到 它 们 ？ 不 仅 仅 是 文 件 夹 中 的 压 缩 文 件 。 你 正 在 看 的 这 个 网 页 就 是 使 数 据 压 缩 笪 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 笪 等 等 都 是 。 它 让 各 种 系 统 更 轻 松 ， 效 率 更 高 10 随 机 數 生 成 算 法 到 如 今 ， 计 巨 机 还 没 有 办 法 生 成 “ 正 真 的 " 随 机 数 ， 但 伪 随 机 数 生 成 笪 法 薪 足 够 了 。 这 些 笪 法 在 许 多 领 域 都 有 应 ， 如 网 络 连 接 ， 加 密 技 术 ， 安 全 哈 希 笪 法 ， 网 络 游 戏 ， 人 工 智 能 ， 以 及 问 题 分 析 中 的 条 件 初 始 化 。 这 个 表 单 并 不 完 整 ， 很 多 与 我 们 密 切 相 关 的 笪 法 都 没 有 提 到 ， 如 机 器 学 习 和 矩 阵 乘 法 。 另 外 ， 知 识 有 限 ， 如 有 砒 还 望 指 正 来 自 ： http://t.cn/Rvtn56x
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    已使用 Microsoft OneNote 2016 创建。