提前认识软件开发（14）：程序中的算法

提前认识软件开发（14）：程序中的算法2015-01-24算法（Algorithm），是程序的灵魂。著名计算机科学家、图灵奖获得者沃思曾提出过一个公式：数据结构+算法=程序。可见，算法在程序中占有非常重要的地位。

在实际的软件开发项目中，不管是有意设计或是无意为之，我们几乎随时在和算法打交道。小到定义一个变量，大到编写一个函数，这些都是算法的实现过程。

本文以作者实际项目工作为背景，介绍算法在C程序中的应用。

1.算法概述

什么是算法呢？先来看一看一些计算机书籍中的定义。

经典书籍《算法导论》（Cormen等著，机械工业出版社）中，作者认为算法是一系列的计算步骤，用来将输入数据转换成输出结果。

谭浩强老师的《C程序设计》书中，算法被定义为是为解决一个问题而采取的方法和步骤。

《算法设计与分析—C++语言描述》（陈慧南编著，电子工业出版社）一书中，作者认为算法是求解一类问题的任意一种特殊方法，一个算法是对特定问题求解步骤的一种描述。

以上对算法的定义都是偏重理论，在实际的软件开发项目中，算法是用程序代码实现软件需求的方法，是软件开发工程师逻辑思维的体现。

2.算法的图形化表示

为了形象化地体现出算法，不同的学者设计出了不同的方法，这些方法包括：自然语言，流程图，N-S流程图，伪代码等。在实际的编程工作中，大都采用流程图来直观地表示算法。流程图逻辑清晰，很适合开发人员使用。

软件开发项目中一些常用的流程图符号如图1所示。

图1一些常用的流程图符号

使用流程图的好处包括：第一，有利于开发人员参照来检查算法的正确性和完整性；第二，有利于其他人员参照来对程序进行同行评审（代码评审）；第三，有利于对程序的长期维护。

3.算法在实际软件开发项目中的应用

对于以算法立足的公司，像Google、百度等，算法就非常的重要，他们有专门的算法工程师岗位；对于做产品的公司，相对而言，做出产品来是最主要的，他们注重的是算法在产品中的应用。

但不管是专门的算法工程师，还是一般的软件开发工程师，我们都会经常与算法打交道。以下介绍作者本人在项目工作中所遇到过的一些算法问题。

3.1多线程实现程序功能的独立

在有关计算机操作系统这类书中，对线程有很多的介绍，其好处之一就是可以让计算机并行地实现很多操作。在实际的软件开发项目中，线程其实就是实现某功能的函数，可实现程序不同功能的独立性。

在某项目中，之前的开发人员创建了一个线程用来实现三个独立的功能：从数据库中扫描出数据生成本地文件（功能A）、删除数据库中的过期记录（功能B）、删除本地的过期文件。由于这三个功能互相没有关联，但又放在同一个函数中，需要按照功能A、功能B、功能C的顺序来执行，这不仅严重影响了程序的执行效率（如果功能A执行时间很长，那么功能B和功能C就要很久才会执行到），而且使这一个函数的代码行数显得非常多，不符合编程规范。此时，该函数的流程如图2所示。

图2单线程函数执行流程