数据结构与算法-为什么要使用算法
最后更新于：2022-04-01 07:04:19
今天来说说为什么需要使用算法？
算法是什么？算法是：指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。如果一个算法有缺陷，或不适合于某个问题，执行这个算法将不会解决这个问题。不同的算法可能用不同的时间、空间或效率来完成同样的任务。一个算法的优劣可以用空间复杂度与时间复杂度来衡量。（百度百科版）
说完了算法的概念，我们举个例子说一下为什么需要算法？
~~~
public class Test {
/**
* 使用原始的循环计算等差数列
*/
private void originalMethod(long n) {
System.out.println("**使用原始循环算法**");
long startTime = System.currentTimeMillis();
long sum = 0;
for (long i = 0; i <= n; i++) {
sum += i;
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("结果：" + sum);
System.out.println("用时：" + (endTime - startTime));
}
/**
* 使用等差数列算法计算
*
* @param n
*/
private void advanceMethod(long n) {
System.out.println("**使用等差数列算法**");
long startTime = System.currentTimeMillis();
long sum = 0;
long a1 = 1;
long an = n;
sum = (a1 + an) * n / 2;
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("结果：" + sum);
System.out.println("用时：" + (endTime - startTime));
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Test test = new Test();
long n = 1000;
System.out.println("-------当n=" + n + "的时候------");
test.originalMethod(n);
test.advanceMethod(n);
n = 1000000;
System.out.println("-------当n=" + n + "的时候------");
test.originalMethod(n);
test.advanceMethod(n);
n = 1000000000L;
System.out.println("-------当n=" + n + "的时候------");
test.originalMethod(n);
test.advanceMethod(n);
}
}
~~~
输出结果：
-------当n=1000的时候------
**使用原始循环算法**
结果：500500
用时：0
**使用等差数列算法**
结果：500500
用时：0
-------当n=1000000的时候------
**使用原始循环算法**
结果：500000500000
用时：3
**使用等差数列算法**
结果：500000500000
用时：0
-------当n=1000000000的时候------
**使用原始循环算法**
结果：500000000500000000
用时：2070
**使用等差数列算法**
结果：500000000500000000
用时：0
从上面的结果可以看见，使用循环算法的所用时间不断的增加，而且达到某个数量级之后（例如10的20次方），估计我们等死也等不到结果出来，而反观使用等差数列算法，使用的实际都是0，当然，其实不是0，只不过太快了，没有显示出来而已，两个计算方式相互比较一下，算法的性能一下子就看出来了。
而且对于现今大数据来说，动不动就是几亿几十亿的数据，计算的过程比我们上面的更加复杂，所需要的时间就更多，这时候如果不使用相应的算法，解决一个问题的时间基本是不可估计的，因此，我们需要算法