Algoritmlash asoslari
Ushbu maqolalar to`plami dasturchilikning eng muhim bo`g`inlaridan bo`lmish, algoritmlashga bag`ishlanadi. Birinchi maqolamiz algoritmlashning nima ekanligi, uning asosiy turlari, va ularning qo`llanilish joylariga bag`ishlanadi. Demak, ketdik…
Algoritm so`zi barchamizga ma`lum bo`lganidek, vatandoshimiz Muhammad ibn Muso al-Xorazmiyning ismini yevropacha talaffuzidan kelib chiqqan. Demak, hozirda keng foydalanilayotgan algoritmlashning asosi bizning Vatanimizdan boshlangan.
Maktab informatika kursidan ma`lumki, algoritm bu – ma`lum masalani hal qilish uchun bajarish kerak bo`lgan amallar ketma-ketligi. O`sha mashhur choy damlash algoritmidan chekingan holda hayotiy misol keltiramiz. Hayotda eng ko`p bo`ladigan holatimiz bu uyqu. Ko`pchilik rejim bilan uxlaydi , ya`ni uxlashga ma`lum bir vaqtni belgilagan. Misol uchun siz uxlashga yotish uchun 22:00ni tanladingiz. Har safar soatga qaraganingizda uxlash vaqti bo`lgan yoki bo`lmaganini tekshirasiz. Miyangizda esa quyidagi jarayon bo`ladi:
Bu oddiy uyquga yotish algoritmi edi. Hayotda o`zimiz bilmagan holatda algoritmlardan foydalanamiz. Miyamiz juda tez ishlagani sabab qadamlar ketma-ketligi haqida o`ylab ko`rmaymiz.
Endi maqolamizning asosiy qismi, dasturlashda algoritmlashga o`tamiz. Dasturlashda algoritm bu – masalani yechish uchun bajarilishi kerak bo`lgan amallar ketma-ketligini kodga o`girilgan varianti. Bunda masalani yechish uchun miyamizda kechayotgan jarayonni kompyuter tushunadigan qilib yozish talab etiladi.
Algoritmlashning asosi matematika hisoblanadi. Bunda fikrlash muhim rol o`ynaydi. So`zimni quyidagicha isbot qilaman. Dasturlash sanoatida gigant korporatsiya hisoblangan Microsoftning asoschisi Bill Geytsning shunday so`zlari dasturchilar orasidda mashhur:»Qo`shish va ayirishni biladigan har qanday inson dasturchi bo`la oladi». Bu so`zlarni mag`zini chaqish uchun sizlarni boshlang`ich sinflarga qaytishga taklif etaman. Har birimiz boshlang`ich sinflarda qo`shish va ayirish amallarini o`rgangan edik. Ko`pchilik buni barmoqlari orqali bajargan. Chunki barmoqlar 10ta va raqamlarni qo`shish va ayirishda qo`l keladi. Keyinchalik matematik evolutsiyamiz sonlar bilan qo`shish va ayirish amallarini bajarish bosqichiga yetib keladi. Bu rivojlanish jarayoni yangi amallar bilan boyidi va endi bir xil raqamlarni bir necha marta qo`shishni osonlashtirish uchun ko`paytirish jadvalini o`rgandik. E`tibor bering, ko`paytirish algoritmi qo`shish algoritmining asosiga qurilgan. Rivojlanishimiz davom etib, endilikda qoldiqli bo`lish va shu kabi murakkabroq amallarga o`tamiz. Maktabni bitirish vaqtida esa juda murakkab amallarni ham bajara oladigan darajada bo`lamiz. Ana ko`rdingizmi, hamma murakkab amallarning asosi qo`shish va ayirishdan boshlanadi. U yog`i esa fikrlash doirangiz kengligiga bog`liq. Demak, dasturlashdagi asosiy masalalar matematik fikrlashga bog`liq.
Algoritmlashning asosiy shartlaridan biri bu – dasturning ishlash tezligi. Kod qanchalik optimal bo`lsa, dastur shuncha tez ishlaydi. Dastur tezligini pasaytiruvchi omillar bu – loop , ya`ni takrorlanishlar. Sikl ichida sikl ochish yoki sikl ichida shart tekshirish dastur tezligini ma`lum darajada pasaytiradi. Hayotiy misol keltiraman: 7ta 45ni bir biriga qo`shing. Har birini alohida qo`shib chiqish uchun vaqt talab etiladi. Ya`ni 7 marta bir xil amalni bajarish kerak. Xuddi shuni ko`paytirish amali orqali kamroq vaqt sarflab amalga oshirish mumkin. Har birimiz arifmetik progressiya haqida tushunchaga egamiz. Hadlari bir biridan ma`lum d songa farq qiladigan sonli ketma-ketlik. Shuni nta hadi yig`indisini toppish uchun n marta har safar yangi hadni topish va uni oldingi sonlar yig`indisiga qo`shish talab etiladi. Bu esa juda ko`p vaqt talab qiladi. Aynan shu muammo matematikada oddiy formula orqali hal etilgan. Bu muammoni hal etish formulasi esa albatta tafakkur mahsuli hisoblanadi. Siz ham yuqori darajali masalalarni yechishda ana shunday ixtirolar qilasiz yoki boshqa ixtirolardan foydalanasiz.
Dasturlashda algoritmlashning asosan 4 turi mavjud:
- Saralash
- Qidirish
- Grafiklar
- Stringlar
Ularning har biriga keyingi maqolalarimizda alohida to`xtalib o`tishga harakat qilamiz. Hozir esa oddiy algoritmlaning kodga o`girilish jarayonini ko`rib chiqamiz. Biz bu misollarni O`zbekistonda anchagina mashhur bo`lgan Java dasturlash tili negizida ko`rib chiqamiz.
Misol: a sonini qiymatini b soniga, b sonini qiymatini a soniga o`zlashtirish dasturini tuzing.
Misol uchun a = 2 , b = 7;
Dastur Java dasturlash tilida quyidagicha bo`ladi:
package dasturchi_uz;
public class Almashtirish1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 2;
int b = 7;//Sonlar kiritildi
int temp; // oraliq o`zgaruvchi
temp = a; // a ning qiymatini vaqtincha saqlab turish
a = b; // b ning qiymatini a ga o`zlashtirish
b = temp; // b ga a ning saqlangan qiymatini o`zlashtirish
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
}
}
Aynan shu misolni yechishda xotiradan ortiqcha joy olmaslik talab etilishi mumkin, ya`ni o`rtadagi o`zgaruvchi «temp» ishlatilmasligi talab etiladi. Buni quyidagicha amalga oshirsa bo`ladi:
package dasturchi_uz;
public class Almashtirish2 {
public static void main(String[] args) {
int a = 2;
int b = 7;// sonlar kiritildi
a = a + b;// a ning qiymatini yig`indiga tengladik a = 2 + 7 = 9
b = a - b;// b ga a ning eski qiymatini o`zlashtiramiz b=9 – 7 = 2
a = a - b;// a ga b ning eski qiymatini o`zlashtiramiz a=9 – 2 = 7
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
}
Yuqoridagi misolda biz dasturda yangi qiymat o`zlashtirish orqali eskisini unutish usulidan foydalandik.
Misol: Bo`lish amalidan foydalanmasdan faqat qo`shish va ayirish amallari orqali bo`linmani hisoblang: 676 : 26;
Java dasturlash tilidagi dasturi quyidagicha bo`ladi:
oooo
package dasturchi_uz;
public class Bolinma {
public static void main(String[] args) {
int bolinuvchi = 676;// bo`linuvchi kiritiladi
int boluvchi = 26; // bo`luvchi kiritiladi
int bolinma = 0; // bo`linmaning boshlang`ich qiymati 0 bo`ladi
do {
bolinuvchi-=boluvchi; // har safar bo`linuvchidan bo`luvchi ayiriladi
bolinma ++; //har bir marta ayirish amalga oshirilganda bo`linma qiymati bittaga oshib boradi bu esa bolinuvchi bo`luvchini ichida necha marta joylashganini aniqlashga yordam beradi.
}while (bolinuvchi > 0); // bu takrorlanish bo`linuvchi 0ga teng bolguncha davom etadi.
System.out.println(bolinma);// natija ekranga chiqariladi.
}
}
Manba:
Algoritm
Algoritmlash asoslari