数学算法对计算机编程的优化

摘 要 数学算法是数学课程中一个很重要的组成部分，很多数学解答的过程中都会用到相关的数学算法。我们在简化数学算法的计算过程中，还能得出一些规律，这些规律不仅仅对于数学领域，还有其他领域尤其是计算机编程技术有着重要影响。本文从高中生的角度来阐明数学算法在计算机编程技术中的作用及其优化问题。

【关键词】数学算法 优化 计算机编程

现在社会的发展非常迅速，计算机技术相应的也变得的发达，方便了我们的生活。计算机技术的核心基础就是计算机软件的开发，然而软件编程的基础就是数学算法。所以，我们可以通过数学算法不断的优化编程技术，让软件应用更加人性化、更加具有广泛性，同时也应用到我们社会生活的方方面面。

1 数学算法及计算机编程的概述

数学中的算法是数学研究中的最基础也是最关键的一个部分，对于其他的领域的影响也同样也很大，尤其是对于计算机编程方面的研究。现代信息技术在迅猛发展与创新的同时，计算机编程同样也受到了数学算法很大的影响，对于计算机编程技术人员来说，应该具备的素养就是对数学算法知识有很深刻的研究，因此数学算法在计算机编程中占据着重要因素。

2 数学算法在计算机编程中的作用

2.1 数学算法是计算机编程的基础

对于一个实际问题，假如我们想要使用计算机去分析，那么我们首先就要生成一个数学模型，把这个事情的整体轮廓先表达出来，紧接着就是对这个模型进行相应的分析、编程、计算以及测试，这样这件事情才能通过计算机程序来得到解决。我们从这几个步骤中，可以看到数学算法和计算机编程的联系，我们只有将这两样东西紧密结合起来才能高效解决的生活中的实际问题。

2.2 数学算法使计算机编程简单化

在解决实际问题时往往会比较复杂，因此就需要建立数学模式来使复杂问题更加简单化，我们的编程程序需要靠数学算法来优化。研究数学算法的主要目的是要问题得到优化，这样我们就需要研究计算机编程中的数学算法，使数学算法得到改进和提高，进而提高数学算法在编程中的优化能力。对于计算机理论知识可分为计算机理论、数学算法理论等等，它们之间并不是相互孤立的，而是统一的，所以对于计算机今后的发展才会有本质上的突破。

3 数学算法可以优化计算机编程

3.1 计算机编程应用数学算法优化的简单分析

计算机编程是计算机技术中最为核心也最为专业的一个组成部分，它是以计算机语言程序为基础上而产生的。计算机编程是通过编程来实现实际的操作的。接下来我们来说说数学算法与编程优化它们之间的关系。我们知道计算机语言中应用最广泛的语言就是C语言，它是很多的语言进一步发展的前提条件。重复编译是用C语言编程中最容易出现的错误，由于C语言更加重视代码逻辑的运行过程，因此在用C语言进行编写程序语言时局限性是非常大的。因而，我们在编写程序过程中要用数学算法对计算机编程进行优化。在编程时最重要的一点是要加入数学算法的思想，使程序不断的得到简化，从而使计算机编程得到优化，这样就更好的提高解决问题的效率。

3.2 计算机编程应用数学算法优化的相关实例

我们要解决的例子：1×2×3×4×……×n计算到最终我们获得的结果中末尾有多少个0？（N是小于10000大于1000的数）也就是：假设把n分成 b×10x的形式，在这其中b是不可以被10整除的数，这个时候x的值是多少？

对于这个问题，如果用计算机进行计算那速度就会比较快了，一般情况下都要优先思考的是计算出1×2×3×……×n的结果，之后再去数后面0的个数，但是我们要注意长整型只可以表示出十位有效数，然而，这个地方n的取值在1000至10000之间，那么我们就要思考计算机是否可以表示出呢？很明显这种方法是行不通的.因此我们要用一个可行的最优数学算法对这个问题求解。

根据题意分析可以了解到，要想知道计算出结果末尾有多少个0，我们可以先计算出5的个数，只要计算出5的个数就可以得到0的个数，所以可以把5设为步长，进行第一次的循环计算，接着算出5的个数，通过计算我们可以看到，把之前的10、15、20…变成1、2、3…再以5 2次方设为步长，接着进行第二次循环计算，算出包含52有多少个。在第一次计算后，25、50、75…这些数变成了5、10、15… ，接着通过第二次循环计算后就变成了1、2、3…，接着把53设为步长。以此来推，当步长大于或者等于n时终止循环计算，最终我们获得的结果就是每一次循环计算出的5的各次方数的个數之和。

C++计算机程序如下：

long num，i，n；

cout <<”please input n：”<

cin>>n；

i =n；

n um=0；

while（i>=5）

{

i=i/5；

num+ =i；

}

Cou t<< ” 1*2*3*4*… *”<< n << endl；

Cout << ” the number of 0 is”<< sum

< < e n d l ；

当我们取n值为100时，此方法需要外循环的次数为3次。所以说数学算法对计算机编程具有很大的影响，可以这样说它直接关系到计算机编程质量的优劣。

4 结语

数学算法为计算机的进步奠定了基础，计算机的进步反作用于数学算法的研究，因此计算机与数学算法关系紧密相连。随着计算机技术这一行业的迅猛发展，数学算法也跟着有了飞速进步，研究者也在一直研究着计算机编程与数学算法它们之间的联系。但现在的算法体系还是难以摆脱冯·诺依曼有关计算机体系结构，所以我们还是需要继续加倍努力，让计算机体系得到新的发展。

参考文献

[1]欧阳玉峰.数学算法对计算机编程优化的研究[J].黑龙江科技信息，2016（06）.

[2]余殷博.数学算法对计算机编程优化的思考[J].电子技术与软件工程，2016（02）.

[3]李文举.探讨数学算法对计算机编程的优化作用[J].电子技术与软件工程，2016（01）.

作者单位

大连市第二十四中学 辽宁省大连市 116001