Algorytmy

Tytuł brzmi strasznie, wiem. W końcu całki to już ten rejon matematyki, w który wielu nie chciało nigdy wchodzić. A w tym artykule nie dość, że opowiem, czym są całki, do tego oznaczone, to jeszcze pokażę sposoby na ich obliczanie. Co więcej, sposoby programistyczne! Ale tak całkowicie serio, to wbrew pozorom jest to bardzo prosty temat, za którym może nie stoi najprostsza matematyka, ale na pewno bardzo proste algorytmy. Tym samym stanowi to świetny początek do rozeznania rejonu algorytmiki, jakim są metody numeryczne.

Na przestrzeni ostatnich kilku artykułów zdążyłem poruszyć dwie zagadki logiczne: wieże Hanoi oraz kryptarytmy. Dlaczego więc nie opowiedzieć o najpopularniejszej z liczbowych zagadek logicznych, dostępnej w każdym osiedlowym kiosku — sudoku? Przy okazji poznamy kolejny algorytm, który może się przydać przy wyszukiwaniu rozwiązań wielu różnych problemów, nie tylko sudoku.

Kryptarytmy to bardzo przyjemna kategoria łamigłówek matematycznych, gdzie mając działanie zapisane literami, musimy znaleźć cyfry odpowiadające każdej z nich. W tym artykule chcę pokazać, jak do rozwiązywania zagadek tego typu można podejść algorytmicznie. Przy okazji od strony algorytmicznej poznamy mały wycinek kombinatoryki.

Wieże Hanoi to dla większości ludzi na świecie prosta, drewniana zabawka dla dzieci. Natomiast dla studentów informatyki to nie raz jedno z najgorszych wspomnień z pierwszych lat studiów i nauki programowania. Jak to możliwe? Co jest w nich takiego strasznego? Przekonajmy się na własną rękę.

Po wielokrotnym poruszaniu tematu na blogu, że wszelkie rzeczy związane z datami powinno się zostawić specjalistycznym bibliotekom i nie robić ich na własną rękę, nadszedł czas, aby coś w tym temacie jednak pokazać. Spośród wielu rzeczy, jakie możemy obliczać z dat, stwierdziłem, że najciekawsze jest określenie dnia tygodnia. Opiszę tutaj kilka sposobów, jak możemy to zrobić — nie tylko w kodzie, ale też matematycznie oraz w formie zagadki logicznej.

Świat algorytmów nie obraca się tylko wokół tworzenia i szukania optymalnych rozwiązań przydatnych problemów. Informatycy to wbrew pozorom też ludzie i lubią sobie czasem pożartować. Choćby w swoim stylu, tworząc zupełnie nikomu nieprzydatne algorytmy, które nie mają większego sensu, niekoniecznie działają tak, jak należy, czy rozwiązują totalnie nieistotne problemy. Dlatego tym razem zróbmy sobie przegląd takich algorytmicznych żartów, które mogłyby rozwiązać jeden z bardziej klasycznych problemów i jednocześnie szeroko omówiony na moim blogu — sortowanie.

W poprzednim artykule pokazałem, jaka algorytmika stoi za rysowaniem linii na ekranie. Zaczęliśmy od znanego wszystkim wzoru na funkcję liniową, aby przejść do optymalnego algorytmu, który na pierwszy rzut oka nie ma z nim nic wspólnego. Tym razem chciałbym kontynuować tematykę grafiki komputerowej i pokazać, jaka algorytmika stoi tym razem za rysowaniem okręgów.

Korzystając na co dzień z komputera, jeżeli zastanawiamy się, jak on działa, to myślimy albo o tym, jakie algorytmy wykorzystują jakieś skomplikowane aplikacje, albo jakie rozwiązania użyto do ich stworzenia, albo, tak z innej strony, jak to wszystko działa na poziomie sprzętu. Jednak rzadziej się zastanawiamy nad rzeczami, które po prostu się dzieją, otaczają nas bez przerwy i nie są spektakularne, a jednak proces, jak to się dzieje, sam w sobie może być całkiem ciekawy. Dlatego dziś opowiedzmy sobie o tym, jaka algorytmika stoi za rysowaniem na ekranie, a dokładniej — rysowaniem linii (odcinków).

W ciągu sześciu ostatnich artykułów o sortowaniu opisałem najbardziej znane podejścia do sortowania oraz kilka wywodzących się od nich. Algorytmów sortowania jest jednak bardzo wiele i nie byłem w stanie omówić wszystkich tych, które planowałem. W tym artykule opisuję trzy algorytmy, które miały znaleźć się wcześniej na blogu, jednak z różnych powodów odłożyłem je na później — sortowanie odd-even, gnoma oraz drzewiaste.

Przez ostatnie cztery artykuły poświęcone sortowaniu omawialiśmy sobie różne sposoby, w jaki sposób porównywać elementy, a następnie zamieniać, by odbyło się to z jak najmniejszą liczbą porównań, co też przekładać się miało na jak najszybszy czas wykonania algorytmu. Porównywanie elementów wydaje się być czymś całkowicie naturalnym, bo przecież jak możemy ustalić kolejność bez tego? Ano, można. I w tym artykule pokażę, jak to można zrobić.