计算机编程优化中的数学算法作用分析

毛千一

【摘 要】随着现代化信息技术的飞速发展，社会产业结构也在不断转型升级，传统重工业为主的发展模式已经不能适应当前社会发展的需要，以电子信息为主的高新技术领域开始崭露头角，呈现出前所未有的活力。计算机在产业发展中扮演着不可或缺的角色，计算机软件的运行需要依靠编程来实现，而数学算法在其中发挥至关重要的作用。本文立足于对数学算法及计算机编程进行分析，探讨数学算法在计算机编程优化中的作用。

【关键词】计算机编程；数学算法；作用

在高中课程体系中，数学算法是建模学习的基础理论知识，将算法完美应用于计算机编程中是实现软件开发的主要手段，同时才能保证计算机软件开发的合格性。因此想要对计算机编程实施深入研究，就必须掌握一定的数学算法知识。只有对数学算法应用于计算机编程的方方面面深入了解透彻，才能更好地为信息技术革新提供充足动力。

一、数学算法与计算机编程概述

数学算法属于高中数学归纳算法的一种，通常是从整体性角度对事物的数学规律进行研究、归纳，寻求最佳的求解途径来达到简便工作量的目的。总的来说，数学算法是挖掘事物内部的运行规律，以最简易的方式来获取计算结果，从这一方面来讲，数学算法对于计算机编程影响深远，但在实际应用中易被忽略[1]。现阶段计算机编程领域已经意识到数学算法的优化作用，并且得到广泛应用，例如C语言就占据着重要地位。进入二十一世纪以来，计算机技术得到迅猛发展，计算机编程应用数学算法的范围正在逐步扩大，依赖程度有所加深。在我们高中学习中，数学算法作为数学建模思想受到老师的重点关注，老师利用数学符号、语言来对对象信息深入了解，然后教会我们使用计算机加以运算，取得了良好的效果。

二、分析数学算法对计算机编程优化的作用

编程是计算机专业领域应用的核心，通过编写计算机语言组成合理的应用功能。从分析计算器开始为例，计算器各种运行数据的实现都是通过编写语言展开计算。数学算法的应用发挥优化计算机编程效果，包括以下几个方面。

（一）数学算法优化计算机C语言编程

C语言属于计算机高级语言中的基础语言，因此应用范围比较广泛，同时为高级语言打下坚实基础。在C语言的基础上进行计算机编程会遇到一些编译难题，这种程序语言的编译要遵循严格代码逻辑操作，同时受到自身局限性的困扰。数学算法的合理应用，有助于精简相应复杂代码，从数学思维角度思考使得代码程序得到简化[2]，这样能够提升整个运行过程的高效率工作。在编程过程中应用数学算法，首先要做好思维逻辑的整理，分析出整个流程图的设计构造，然后按照整个逻辑顺利实现程序的运转。C语言使用数学算法简便化语言构造，精炼编程的形式，本身数学算法的抽象性结合到C语言当中会更加发挥出优势，相关的时间冗余问题能够合理解决。

（二）数学算法优化面向对象语言

面向对象语言具体指代C++，是在C语言基础上演化得来。正常来讲，面向对象语言进行程序设计时，会实行封装对象，将语言中的弊端转变成有效的程序，这样会提高计算机编程的整体效率。数学算法作为一种高效的数学思想，能够通过建立数学模型来进行数学的统一运算，高效化解决问题[3]。建模思想在面向对象语言中进一步加强程序设计的实效性和优势，通过分类的不同来继承逻辑的程序设计。

（三）数学算法设计出合理的数据结构

合理的数据结构是发挥数学算法性能的关键，一个合理的数据结构利用数学算法实现便捷化变量访问，同时减少变量访问中需要的内存空间，提高运行算法的效率。比如，以稀疏矩阵为例，如果矩阵元素含有较多，那么需要考虑到矩阵是否有充足的空间来容纳；如果直接定义二维数组来存储矩阵，在不了解稀疏矩阵的多数零元素下会造成存储空间的浪费，而数学算法中的三元组存储矩阵造成资源的有效利用，极大压缩稀疏矩阵占据的存储空间，提高算法效率。此外，共享变量和联合体方式在同一内存空间中，通过优化算法空间复杂度来提高算法效率[4]。

三、结语

综上所述，数学算法是高中学习的重要内容，作為一种归纳法的建模思想对于后续计算机编程的学习影响深远。当前利用数学算法来解决实际的数学问题是高中学习中的常态。作为一名高中生，首先要具备数学算法的解题思想，才能提高自己的学习效率，不断寻找到更多的数学思想应用到学习的各个方面，发挥出数学算法的价值，而不仅仅是优化计算机编程的作用，还能简化语言，有效推动计算机逻辑算法的设计。

参考文献：

[1]曾镇东.数学算法对计算机编程优化的分析与研究[J].电脑知识与技术，2016，12（21）：245-246.

[2]欧阳玉峰，周莹莹.数学算法对计算机编程优化的研究[J].黑龙江科技信息，2016，（6）：146-146.

[3]方建卫，何静.数学算法对计算机编程优化的分析与研究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2014，（21）：13-14.

[4]韩顶军.数学算法对计算机编程优化的分析与研究[J].电子制作，2014，（24）：84-84.