细数20世纪最伟大的10大算法

更新日期: 2020-02-26阅读: 1.4k标签: 算法

一、1946 蒙特卡洛方法

[1946: John von Neumann, Stan Ulam, and Nick Metropolis, all at the Los Alamos Scientific Laboratory, cook up the Metropolis algorithm, also known as the Monte Carlo method.]

1946年,美国拉斯阿莫斯国家实验室的三位科学家John von Neumann,Stan Ulam 和 Nick Metropolis 共同发明,被称为蒙特卡洛方法。

它的具体定义是:

在广场上画一个边长一米的正方形,在正方形内部随意用粉笔画一个不规则的形状,现在要计算这个不规则图形的面积,怎么计算列?
蒙特卡洛(Monte Carlo)方法告诉我们,均匀的向该正方形内撒N(N 是一个很大的自然数)个黄豆,随后数数有多少个黄豆在这个不规则几何形状内部,比如说有M个,那么,这个奇怪形状的面积便近似于M/N,N越大,算出来的值便越精确。

在这里我们要假定豆子都在一个平面上,相互之间没有重叠。(撒黄豆只是一个比喻。)

蒙特卡洛方法可用于近似计算圆周率:

让计算机每次随机生成两个0到1之间的数,看这两个实数是否在单位圆内。

生成一系列随机点,统计单位圆内的点数与总点数,内接圆面积和正方形面积之比为PI:4,PI为圆周率。

当随机点取得越多(但即使取10的9次方个随机点时,其结果也仅在前4位与圆周率吻合)时,其结果越接近于圆周率。


二、1947 单纯形法

[1947: George Dantzig, at the RAND Corporation, creates the simplex method for linear programming.]

1947年,兰德公司的,Grorge Dantzig,发明了单纯形方法。

单纯形法,此后成为了线性规划学科的重要基石。

所谓线性规划,简单的说,就是给定一组线性(所有变量都是一次幂)约束条件(例如a1*x1+b1*x2+c1*x3>0),求一个给定的目标函数的极值。

这么说似乎也太太太抽象了,但在现实中能派上用场的例子可不罕见——比如对于一个公司而言,其能够投入生产的人力物力有限(“线性约束条件”),而公司的目标是利润最大化(“目标函数取最大值”),看,线性规划并不抽象吧!

线性规划作为运筹学(operation research)的一部分,成为管理科学领域的一种重要工具。而Dantzig提出的单纯形法便是求解类似线性规划问题的一个极其有效的方法。


三、1950 Krylov 子空间迭代法

[1950: Magnus Hestenes, Eduard Stiefel, and Cornelius Lanczos, all from the Institute for Numerical Analysis at the National Bureau of Standards, initiate the development of Krylov subspace iteration methods.]

1950年:美国国家标准局数值分析研究所的,马格努斯Hestenes,爱德华施蒂费尔和科尼利厄斯的Lanczos,发明了Krylov子空间迭代法。

Krylov子空间迭代法是用来求解形如Ax=b 的方程,A是一个n*n 的矩阵,当n充分大时,直接计算变得非常困难,而Krylov方法则巧妙地将其变为Kxi+1=Kxi+b-Axi的迭代形式来求解。

这里的K(来源于作者俄国人Nikolai Krylov姓氏的首字母)是一个构造出来的接近于A的矩阵,而迭代形式的算法的妙处在于,它将复杂问题化简为阶段性的易于计算的子步骤。


四、1951 矩阵计算的分解方法

[1951: Alston Householder of Oak Ridge National Laboratory formalizes the decompositional approach to matrix computations.]

1951年,阿尔斯通橡树岭国家实验室的Alston Householder提出,矩阵计算的分解方法。

这个算法证明了任何矩阵都可以分解为三角、对角、正交和其他特殊形式的矩阵,该算法的意义使得开发灵活的矩阵计算软件包成为可能。


五、1957 优化的Fortran编译器

[1957: John Backus leads a team at IBM in developing the Fortran optimizing compiler.]

1957年:约翰巴库斯领导开发的IBM的团队,创造了Fortran优化编译器。

Fortran,亦译为福传,是由Formula Translation两个字所组合而成,意思是“公式翻译”。它是世界上第一个被正式采用并流传至今的高级编程语言。这个语言现在,已经发展到了,Fortran 2008,并为人们所熟知。


六、1959-61 计算矩阵特征值的QR算法

[1959–61: J.G.F. Francis of Ferranti Ltd, London, finds a stable method for computing eigenvalues, known as the QR algorithm.]

1959-61:伦敦费伦蒂有限公司的J.G.F. Francis,找到了一种稳定的特征值的计算方法,这就是著名的QR算法。

这也是一个和线性代数有关的算法,学过线性代数的应该记得“矩阵的特征值”,计算特征值是矩阵计算的最核心内容之一,传统的求解方案涉及到高次方程求根,当问题规模大的时候十分困难。

QR算法把矩阵分解成一个正交矩阵(希望读此文的你,知道什么是正交矩阵。:D。)与一个上三角矩阵的积,和前面提到的Krylov 方法类似,这又是一个迭代算法,它把复杂的高次方程求根问题化简为阶段性的易于计算的子步骤,使得用计算机求解大规模矩阵特征值成为可能。

这个算法的作者是来自英国伦敦的J.G.F. Francis。


七、1962 快速排序算法

[1962: Tony Hoare of Elliott Brothers, Ltd., London, presents Quicksort.]

1962年:伦敦的,托尼埃利奥特兄弟有限公司,霍尔提出了快速排序。

哈哈,恭喜你,终于看到了可能是你第一个比较熟悉的算法~。

快速排序算法作为排序算法中的经典算法,它被应用的影子随处可见。快速排序算法最早由Tony Hoare爵士设计,它的基本思想是将待排序列分为两半,左边的一半总是“小的”,右边的一半总是“大的”,这一过程不断递归持续下去,直到整个序列有序。

说起这位Tony Hoare爵士,快速排序算法其实只是他不经意间的小小发现而已,他对于计算机贡献主要包括形式化方法理论,以及ALGOL60 编程语言的发明等,他也因这些成就获得1980 年图灵奖。

快速排序的平均时间复杂度仅仅为O(Nlog(N)),相比于普通选择排序和冒泡排序等而言,实在是历史性的创举。


八、1965 快速傅立叶变换

[1965: James Cooley of the IBM T.J. Watson Research Center and John Tukey of Princeton University and AT&T Bell Laboratories unveil the fast Fourier transform.]

1965年:IBM 华生研究院的James Cooley,和普林斯顿大学的John Tukey,AT&T贝尔实验室共同推出了快速傅立叶变换。

快速傅立叶算法是离散傅立叶算法(这可是数字信号处理的基石)的一种快速算法,其时间复杂度仅为O(Nlog(N));比时间效率更为重要的是,快速傅立叶算法非常容易用硬件实现,因此它在电子技术领域得到极其广泛的应用。


九、1977 整数关系探测算法

[1977: Helaman Ferguson and Rodney Forcade of Brigham Young University advance an integer relation detection algorithm.]

1977年:Helaman Ferguson和 伯明翰大学的Rodney Forcade,提出了Forcade检测算法的整数关系。

整数关系探测是个古老的问题,其历史甚至可以追溯到欧几里德的时代。具体的说:

给定—组实数X1,X2,…,Xn,是否存在不全为零的整数a1,a2,…an,使得:a1x1 + a2x2 + . . . + anxn =0?

这一年BrighamYoung大学的Helaman Ferguson 和Rodney Forcade解决了这一问题。

该算法应用于“简化量子场论中的Feynman图的计算”。ok,它并不要你懂,了解即可。:D。


十、1987 快速多极算法

[1987: Leslie Greengard and Vladimir Rokhlin of Yale University invent the fast multipole algorithm.]

1987年:Greengard,和耶鲁大学的Rokhlin发明了快速多极算法。

此快速多极算法用来计算“经由引力或静电力相互作用的N 个粒子运动的精确计算——例如银河系中的星体,或者蛋白质中的原子间的相互作用”。ok,了解即可。


链接: https://www.fly63.com/article/detial/9211

js洗牌算法:javascript数组随机打乱顺序的实现方法

有一个数组,我们需要通过js对数组的元素进行随机排序,然后输出,这其实就是洗牌算法,首页需要从元素中随机取一个和第一元进行交换,然后依次类推,直到最后一个元素。

程序员必须知道的10大基础实用算法及其讲解

程序员必须知道的10大算法:快速排序算法、堆排序算法、归并排序、二分查找算法、BFPRT(线性查找算法)、DFS(深度优先搜索)、BFS(广度优先搜索)、Dijkstra算法、动态规划算法、朴素贝叶斯分类算法

js从数组取出 连续的 数字_实现一维数组中连续数字分成几个连续的数字数组

使用原生js将一维数组中,包含连续的数字分成一个二维数组,这篇文章分2种情况介绍如何实现?1、过滤单个数字;2、包含单个数字。

原生Js获取数组中最长的连续数字序列的方法

给定一个无序的整数序列, 找最长的连续数字序列。例如:给定[100, 4, 200, 1, 3, 2],最长的连续数字序列是[1, 2, 3, 4]。此方法不会改变传入的数组,会返回一个包含最大序列的新数组。

Tracking.js_ js人脸识别前端代码/算法框架

racking.js 是一个独立的JavaScript库,实现多人同时检测人脸并将区域限定范围内的人脸标识出来,并保存为图片格式,跟踪的数据既可以是颜色,也可以是人,也就是说我们可以通过检测到某特定颜色,或者检测一个人体/脸的出现与移动,来触发JavaScript 事件。

JS常见算法题目

JS常见算法题目:xiaoshuo-ss-sfff-fe 变为驼峰xiaoshuoSsSfffFe、数组去重、统计字符串中出现最多的字母、字符串反序、深拷贝、合并多个有序数组、约瑟夫环问题

RSA算法详解

这篇文章主要是针对一种最常见的非对称加密算法——RSA算法进行讲解。其实也就是对私钥和公钥产生的一种方式进行描述,RSA算法的核心就是欧拉定理,根据它我们才能得到私钥,从而保证整个通信的安全。

PageRank算法的定义与来源、以及PageRank算法原理

PageRank,网页排名,又称网页级别、Google左侧排名或佩奇排名,是一种由 根据网页之间相互的超链接计算的技术,而作为网页排名的要素之一,以Google公司创办人拉里·佩奇(Larry Page)之姓来命名。

js算法_js判断一个字符串是否是回文字符串

什么是回文字符串?即字符串从前往后读和从后往前读字符顺序是一致的。例如:字符串aba,从前往后读是a-b-a;从后往前读也是a-b-a

js之反转整数算法

将一个整数中的数字进行颠倒,当颠倒后的整数溢出时,返回 0 ;当尾数为0时候需要进行舍去。解法:转字符串 再转数组进行操作,看到有人用四则运算+遍历反转整数。

点击更多...

内容以共享、参考、研究为目的,不存在任何商业目的。其版权属原作者所有,如有侵权或违规,请与小编联系!情况属实本人将予以删除!