Programowanie

Gdy mówimy o grafach i rozwiązywaniu problemów za ich pomocą, w kontekście algorytmiki pierwszą rzeczą, która wielu przychodzi na myśl, jest wyszukiwanie najkrótszych ścieżek. Co prawda omówiliśmy już to dla grafów nieważonych, ale powiedzmy sobie szczerze — zwykle musimy to robić w ważonych. Opiszę tutaj trzy klasyczne algorytmy rozwiązujące ten problem.

W artykule „Przechodzenie po grafie” przedstawiłem algorytmy służące do przechodzenia po węzłach grafu — DFS (przechodzenie w głąb) oraz BFS (przechodzenie wszerz). Jednak samo odwiedzanie węzłów może wydawać się na pierwszy rzut oka mało przydatne, dlatego przedstawię trzy sposoby, jak można wykorzystać te algorytmy do celów praktycznych. Użyjemy też wszystkie trzy pokazane tam sposoby przechodzenia grafu: rekurencyjny DFS, iteracyjny DFS oraz BFS.

Wiemy, czym są grafy, a także jak zapisujemy je w pamięci komputera. Przejdźmy w takim razie do najbardziej podstawowych algorytmów grafowych — przechodzenie po ich wierzchołkach i krawędziach. Jest to zdecydowanie najprostszy i najbardziej podstawowy temat algorytmiczny związany z grafami, więc opiszę go dość zwięźle.

Ostatnio przedstawiłem, czym są grafy, jakie wyróżniamy i gdzie w informatyce znalazły praktyczne zastosowanie. Tylko skoro stosuje się je w informatyce, to w jaki sposób? Jak je zapisać? Jakie struktury danych używamy do tego celu? W niniejszym artykule odpowiadam na te pytania.

Gdy we wczesnych latach podstawówki uczyliśmy się dzielenia (szczególnie „pod kreską”), w pewnym momencie dowiadywaliśmy się, że nie da się liczb idealnie podzielić. Czasami zostaje reszta. W końcu gdy dzielimy 6 na 4, to w szóstce zmieścimy tylko jedną czwórkę, ale to nie oznacza, że 6 dzielone przez 4 to po prostu 1. Mamy jeszcze 2 reszty, ewentualnie co dokładniejsi podaliby wynik 1,5. Jak się okazuje, obliczenie reszty z dzielenia, mimo że wydaje się czymś prostym i oczywistym... no cóż, zawsze coś musi się komplikować. Dlatego też przeanalizujmy tę operację: rozłóżmy ją na czynniki pierwsze i zobaczmy, co może tutaj pójść inaczej, i dlaczego, mimo różnych wyników, wciąż wszystko jest poprawnie.

Gry komputerowe nie raz skrywają w sobie wiele ciekawej algorytmiki, która albo jest zaskakująca, albo nietypowa, albo na tyle ciekawa, że warto się z nią zapoznać. Są też takie, które mają pod sobą wręcz bardzo „szkolne” algorytmy, ale nie oznacza to, że nie są ciekawe. Jedną z takich gier jest klasyczny saper, którego wielu zapewne kojarzy z gier wbudowanych w system Windows. Stoją za nim bardzo proste, lecz ciekawe w implementacji algorytmy. Napiszmy razem prosty klon tej gry.

Z mojego poprzedniego artykułu wiemy już czym jest rekurencja, rekursja ogonowa oraz jak je stosujemy. Jednak temat rekurencji jest dość rozległy i warto opowiedzieć sobie o tym, jak rekurencji możemy się najzwyczajniej w świecie… pozbyć. Proces ten nazywamy derekursywacją i możemy podejść do tego na różne sposoby, których część tutaj opiszę.

Rekurencja — co to jest?

W artykule o zapisie nie-liczb jako liczby wspomniałem o tym, jak różnego rodzaju media możemy zapisywać w postaci binarnej. Wspomniałem między innymi o zapisie obrazów jako BMP, czyli najprostszej formie, w jaki sposób można to robić. Dlatego też przejdźmy nieco do programowania i spróbujmy sami zaprogramować odczyt takich plików.

W poprzednim artykule przedstawiłem ogólnie pojęcie list i przedstawiłem różne ich rodzaje. Nie wchodziłem wówczas mocno w szczegóły na temat każdej z przedstawionych struktur, dlatego tym razem powiemy sobie nieco więcej o tablicach, a także o bazujących na nich listach tablicowych.