什么是算法？算法工程师的知识结构

本文打算科普一下什么是算法？算法工程师需要必备哪些知识和技能？适合非专业人士阅读，也适合专业人士阅读；我们先引用定义：

算法是解决特定问题求解决步骤的描述,再计算机中表现为指令的有限序列,并且每条指令表示一个或多个操作。

就是程序员在编写程序时，按问题的需要会针对这个问题写一些代码(算法最终也是用程序体现出来)，说人话吧：

用程序来解决问题的方法。

方法中即包含了思路和步骤，但又不限于此，还包括数据在计算。机中的组织方式。

算法的特点

IO：只要是程序，就必需有输入输出。输入可以是前端普通用户，也可以由程序(机器)或者自动获取其某些需要的数据来输入。输入输出，可以不输入造成0输出(0输入=>0输出，反之未必哦，0输入是必要条件不是充分条件)；也可以1输入然后1输出或者多输出；也可以多输入1输出或多输出。

如果你让上面这段话绕晕了，没关系，我们举个栗子：

你用搜索引擎搜索，一般情况下你在搜索框里会搜一个词或一句话，然后搜，这就完成了输入(Input)，二般情况下你可能会搜一个词或一句话然后空格一下，再打一个词或一句话，然后搜，三般情况下你可能会搜三个词或句，每个用空格隔开，依此类推......你会发现，不管你用几般的搜法，都会有好多页或满满一页这就是输出(结果)，极少出现只有一条或几条链接的情况。除了显示一条链接是1个输出，其它的都算多个输出。当然，大多数情况下列出的链接都不是你想要的结果。

有穷性：你解决问题总不能没完没了吧。

确定性：非常肯定的这个方法能搞定这个问题。

可行性：你明天穿越回古代，当下可行吗？可能性有多高？

算法还和什么有关？

如上文提到“数据在计算机中的组织方式”，这指的是空间(数据的空间结构，详见计算机专业核心课程之一《数据结构》一书。)，除这外还和时间有关，两者结合起来就是和时空有关。说到时空是不是想起现在热门话题量子、相对论这类物理学问题？其实，学问都是相通的。如果是学文科的人看到可能有些心虚，没关系，搞一句你能秒懂的，这句话非常精确地指出了程序、算法的核心：

太初有道，道生时空，故时空乃程序设计之阴阳。

我个人非常喜欢这句话。用道(一阴一阳之谓道)来形容程序的核心本质，再合适不过。

是不是个个程序员都懂算法？

这个问题不精确；所以以不精确的回答方式答案是：不一定。算法，怎么才算“懂”，一般一个高中毕业生，或非强相关专业的大专、本科生想成为程序员去参加编程培训(全天，一般不超过三个月时间，包括实例训练)，一般不懂算法。但是数学计算机专业科班出身(认真学习的那种，不是混的)都懂基础的算法。对了，高中生会学习递归、递推两种算法，这两种广泛应用于DNS中。不懂啥是DNS也没关系，你只要知道什么是网址，你在浏览器上输出一个网址，就出直接出现这个网站。这个过程应用了递归和递推两种算法（如果你想成为网络工程师，必需会用图示+文字来描述这个哦）。

想成为算法工程师怎么学习算法？

嘿嘿嘿。简单地说：任何人都可以学，前提条件还是跟时空有关，就是你有时间、最好还有让你安静的空间，如果没有，你可以去当地图书馆，这够安静了。

复杂地说嘛，这个...比较难...因为涉及具体操作问题，这是一个不断脱几层皮的问题，是一个不断挑战自已不断过关的问题。我总结了一下，总的来说有三大关：

1、程序设计

必需学习低级语言(汇编语言)+中级语言(C语言)+高级语言(PHP、GO、RUST等任选一)

2、电子、计算机基础理论知识

电子最少学数电、单片机；计算机主要学其专业主干课程：《计算机组成原理》、《微机原理》、《操作系统》、《数据结构》、《数据库原理》、《算法分析与设计》、《TCP/IP协议》、《网络安全》、《形式语言与自动机理论》、《编译原理》

3、数学

一般地，计算机专业会学习《高等数学》、《线性代数》、《概率论与数理统计》、《离散数学》最少四门数学课，注意是最少。特别地，离散数学可以拆分成《集合论》、《组合数学》、《图论》、《数理逻辑》、《抽象代数》等数学课程，而高等数学后续建议学习《复变函数》、《积分变换》(或《傅里叶分析》)。

总的来说，数学学得越多越好，对算法设计的帮助是绝对性的。有可能的话，数学课的课程都可学习。以上大方面的知识，是一名合格的算法工程师必备的知识结构，但远远不够，必需独立思考问题、分析问题、解决问题。如果你具体了上述知识，那还必需在后续的工作中不断学习数理方面的知识。

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