计算机编程中数学算法优化的策略研究

姚炜  ,徐仁伯

摘要：从计算机编程的发展来看，数学算法是编程的基础。只有进一步优化数学算法，才能最大限度地提高计算机编程的效率和效益，这也是当前学术界和实务界关注的焦点。目前，学者们必须以数学算法的优化为研究方向，探索最优算法，从而推动计算机程序设计的创新与发展。当计算机编程的频率增加时，计算机的效率也会提高，数学算法与编程密切相关。因此，本文在计算机编程研究的基础上，探索数学算法的优化方案，最终推动计算机技术的进步。

关键词：数学算法；计算机技术；编程；优化

引言

在实际编程过程中，程序员通过数学算法实现软件或小程序的编程目标。因此，为了满足不同人群的需求，在软件或小程序中开发更多功能的体验，应该更加重视数学算法，优化分析数学算法，实现更高效、准确、快速的编程，从而更好地满足人们的生活和工作需求。

1计算机编程与数学算法的概况

计算机编程通常是指应用数学语言编写程序代码，从而达到一定的工作目标。程序运行时，需要基于预先编写的数学语言和相应的流程。此时程序对算法的要求越来越高，要求算法清晰具体，这样才能保证程序高效运行，尽可能减少占用的资源量。对于计算机编程来说，计算机语言是基础。只有深入探索计算机语言的内涵，才能进一步优化相应的算法。因此，从根本上讲，编程中的算法相当于计算机中的数学思维，编程是解决计算机操作中复杂问题的重要手段。当编程算法优化后，可以提高编程效率，计算机可以更快地解决作业问题。

数学本质上是一种归纳总结的方法，可以简化复杂的计算问题，一方面可以提高运算效率，另一方面可以减轻运算压力，最终达到减少工作量的目的。从目前计算机编程的发展来看，C语言强调数学算法的重要性，并以数学算法为其核心内容。此外，计算机编程中各种语言的转换也是基于数学算法的，这在编程中得到了广泛的应用，从而提高了编程效率。

2在计算机编程中研究数学算法的价值

在计算机编程中，问题的解决方案具有多样性的特点，不同解决方案的算法也存在一些差异。虽然各种算法可以计算出相同的结果，但是计算程序有很大的差异，所以算法会显示出相应的优缺点。对于计算机编程来说，通常需要建立相应的数学模型，从而达到简化复杂问题的目的。至此，计算机编程进一步简化，形成更简单的数学结构，既能得到正确的结果，又能更好地提高工作效率。效率不仅适用于时间维度，也适用于空间维度。应用数学算法时，需要选择时间和空间相匹配的最优算法，有利于降低运算成本。

随着信息技术的普及，计算机技术与社会生活密切相关，计算机编程也广泛应用于社会生产中。优化数学算法后，可以形成问题的最优解，将数学理论与计算机技术相结合，充分发挥两者的价值，进而提高计算机的性能。因此，在运用数学算法优化编程方案时，设计者必须以问题数据为依据，充分探究作业的特点和操作规律，从而为解题提供依据。

3数学算法的策略优化研究

3.1构建合理的数学模型

在处理复杂的工作时，需要建立相应的数学模型。数学模型以实际问题为基础，通过模型进行求解工作，最终解决实际问题。优化计算机程序设计时，应把数学理论与实际问题结合起来，建立合理正确的数学模型。数学模型依赖于数学算法，这是一种抽象的工具。因此，数学算法可以决定编程的进度，是数学模型的核心要素。因此，在问题研究和建立数学模型的过程中，需要综合考虑编程的影响因素，并在此基础上优化数学算法，以保证计算机能够高效地解决问题。比如在大数据分析和应用推荐过程中，主要从内容、协同过滤、关联规则、效用和知识推理等方面应用相应的算法。但是，不同的算法有各自的特殊性，需要应用到相应的环境中，有各自的应用目标。在使用算法构建数学模型时，也需要以实际问题为优化方向。

3.2数据结构的科学设计

从计算机编程的工作模式来看，数据结构是编程的重要元素，属于特定元素的集合，可以在计算机中存储数据信息。数学算法基于数据结构。当数据结构最优时，数学算法可以发挥最大的作用，从而提高算法的速度。同时，数据结构还可以根据实际问题的需要控制内存空间，保证算法能够在最短的时间内实现。比如在稀疏矩阵中，如果按照正常数据进行存储工作，会降低空间的利用程度，出现空间浪费的问题。对于这类问题，可以使用交叉链来压缩存储空间，从而增加内存所需的空间。

4如何提高编程学习人员的数学算法的掌握及运用能力

4.1编程学习者应该对数学算法和计算机的研究感兴趣。

数学的学习是非常枯燥和枯燥的，特别是对于概率、函数和线性代数的学习，抽象的数学很难引起人们的兴趣，学习者因为要面对大量的数值运算而感到难以接受也是合情合理的。编程面临着大量的代码，不仅要熟悉，还要能灵活运用。此外，还要充分掌握一些数学基础，具备灵敏的数据结构分析和总结能力。这些标准让很多学习者望而却步，很难提高他们的兴趣。学习兴趣最好的老师会有兴趣学习的动力，数学算法的学习也会有兴趣，编程的学习也会有兴趣。对于他们两人来说，都需要激发学习者的兴趣，充分调动他们的学习积极性，让学习者进入数学算法的世界，发现规律，捕捉学习数学算法的乐趣，积极参与不同的编程活动，通过大量的练习巩固数学算法，这是提高计算机编程最基础的一步。

4.2编程学习者应通过多种方式提高工作技能。

如今，互联网的发展给人们的生活带来了根本性的变化。人们可以通过互联网实现沟通、会议、购物、支付等不同功能。与此同时，人们的生活节奏也发生了突飞猛进的变化，大量的信息涌入人们的生活，让学习知识的途径更多了。如今，学习编程不仅可以由老师来完成，还可以通过在网上学习来提高编程能力。通过各大视频平台找到想要学习的内容相对简单。比如视频中呈现的编程资源是免费开放的，很多名师对编程内容都给出了非常详细的描述，还有微课和短视频课程，对编程的学习非常有益，可以有效提高你的计算机编程水平和对数学算法的掌握。

结束语

综上所述，我们可以发现，数学算法可以简化问题，最大限度地减少整个社会的工作量，提高工作效率，在社会生活中变得越来越重要。设计者在优化数学算法时，可以建立更合理的数学模型，应用科学的数学结构，进一步提高编程质量。此论文来源于2019年江西省科技厅项目，项目名称：太阳光伏高效智能电工汽车充电桩关键技术研究与应用开发，项目编号：20192BBEL50031。

参考文献

[1]魏慧敏.数学算法对计算机编程优化策略[J].电子技术与软件工程,2021(05):216-217.

[2]国庆亮.数学算法对计算机编程的优化分析[J].电子技术与软件工程,2021(03):73-74.

作者简介：姚炜，1979年11月24日，男，汉，学历本科学位硕士，湖北省武汉市，（南昌工学院  江西省南昌市  330108）专职教师，助教，研究方向软件工程。