用例子解釋演算法和流程圖

算法和流程圖是兩種用於解釋程序過程的工具。在本頁中，我們討論了算法和流程圖之間的區別，以及如何創建流程圖以視覺化地說明算法。 算法和流程圖是兩種不同的工具，尤其在計算機編程中非常有用。算法是對過程進行逐步分析，而流程圖以圖形方式解釋程序的步驟。

算法的定義

編寫一個邏輯步驟的方法來解決問題稱為算法。換句話說，算法是解決問題的程序。為了解決數學或計算機問題，這是過程中的第一步。

算法包括計算、推理和數據處理。算法可以用自然語言、虛擬碼、流程圖等方式來表達。

流程圖的定義

使用不同的符號、形狀和箭頭來展示過程或程序的算法的圖形或圖像表示稱為流程圖。通過算法，我們可以更容易地理解程序。使用流程圖的主要目的是分析不同的方法。流程圖中應用了幾個標準符號：

P&ID 中使用的常見縮寫

終端框 - 開始 / 結束
輸入 / 輸出
處理 / 指令
判斷
連接器 / 箭頭

上面的符號代表流程圖的不同部分。流程圖中的過程可以通過不同大小和顏色的方框和箭頭來表示。在流程圖中，我們可以輕鬆突出顯示特定元素及各部分之間的關係。

算法和流程圖的區別

如果將流程圖比喻為一部電影，那麼算法就是該電影的故事情節。換句話說，算法是流程圖的核心。實際上，在計算機編程領域，算法和流程圖在各方面存在許多區別，例如準確性、顯示方式以及人們對它們的感受。以下是詳細說明它們之間區別的表格。

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算法類型

算法在計算機編程中被廣泛應用並不奇怪。然而，它可以應用於解決數學問題，甚至在日常生活中也有應用。這裡出現了一個問題：有多少種類型的算法？根據奧地利符號計算研究所（RISC）的計算機科學家克里斯托夫·科茨彻（Christoph Koutschan）博士的調查，他曾對重要的算法類型進行過調查。結果，他列出了計算機科學中的32個關鍵算法。儘管算法復雜，但基於功能，我們通常可以將算法分為六種基本類型。

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算法類型

#1 遞歸算法

遞歸算法是通過反复將問題分解為同類型的子問題來解決問題的方法。使用遞歸算法解決問題的經典示例是漢諾塔問題。

#2 分治算法

傳統上，分治算法包括兩個部分：1. 將一個問題分解為一些相互獨立的同類型子問題；2. 在單獨解決這些更小的問題後，找到原始問題的最終解。分治算法的關鍵點包括：

• 如果您能找到原始問題的重複子問題和循環結構，您可以迅速將原始問題轉化為一個小而簡單的問題。
• 嘗試將整個解決方案分解為多個步驟（不同步驟需要不同的解決方案），使過程更容易。
• 子問題是否容易解決？如果不是，原始問題可能需要很多時間。

#3 動態規劃算法

動態規劃算法是由Richard Bellman在1950年代開發的，通常用於優化問題。在這類算法中，過去的結果被收集起來以供將來使用。與分治算法類似，動態規劃算法通過將一個複雜問題分解為一些簡單的子問題來簡化。但是，它們之間最重要的區別在於後者需要具有重疊的子問題，而前者則不需要。

#4 貪婪算法

這是解決優化問題的另一種方法——貪婪算法。它指的是在每一步始終尋找最佳解，而不考慮整體的最優性。換句話說，它所做的只是在局部達到最優解。由於貪婪算法的局限性，必須注意選擇貪婪算法的關鍵是是否考慮未來的任何後果。

#5 暴力搜索算法

暴力搜索算法是解決問題的一種簡單直接的方法，通常基於問題描述和所涉及概念的定義。您也可以用“就這樣做！”來描述暴力搜索的策略。簡而言之，暴力搜索算法被認為是最簡單的算法之一，它遍歷所有可能性，最終得到一個令人滿意的解決方案。

#6 回溯算法

基於深度優先遞歸搜索，回溯算法專注於在類似枚舉的搜索過程中找到問題的解決方案。當無法滿足條件時，它將返回“回溯”，並嘗試另一個路徑。它適用於解決大型和複雜的問題，因此被譽為“通用解決方法”。其中一個最著名的回溯算法示例是八皇后問題。

使用流程圖表示算法

既然我們已經了解了算法和流程圖的定義，那麼我們如何使用流程圖來表示算法呢？要創建算法流程圖，我們需要使用像EdrawMax這樣的便捷的圖表繪製工具來完成工作。

算法主要用於數學和計算機程序，而流程圖可以用於描述各種流程：商業、教育、個人和算法等。因此，流程圖通常用作程序規劃工具，以視覺方式組織程序的逐步過程。以下是一些例子：

範例 1：打印1到20：

算法：

• 步驟1：將X初始化為0，
• 步驟2：將X增加1，
• 步驟3：打印X，
• 步驟4：如果X小於20，則返回步驟2。

流程圖:

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流程圖算法

範例 2：將溫度從華氏 (℉) 轉換為攝氏 (℃)

算法:

• 步驟1：讀取華氏溫度，
• 步驟2：使用公式 C=5/9*(F-32) 計算溫度，
• 步驟3：打印C。

流程圖:

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流程圖算法2

範例 3：判斷學生是否通過考試：

算法：

• 步驟1：輸入4門課程 M1、M2、M3 和 M4 的成績，
• 步驟2：使用公式 "Grade=(M1+M2+M3+M4)/4" 計算平均成績，
• 步驟3：如果平均成績小於60，則打印"FAIL"，否則打印"PASS"。

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算法流程圖範例3

結論

從上面的內容可以得出結論：流程圖是對算法的圖像化表示，通過流程圖可以表達和分析算法。算法顯示了達到最終解決方案的每一步，而流程圖則通過連接每一步來展示如何執行流程。算法主要使用文字描述步驟，而您可以使用流程圖符號創建流程圖，使流程更加邏輯清晰。

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