王曉華是一位熱衷于算法研究的程序員，也是《算法的樂(lè)趣》一書(shū)的作者。他目前在中興通訊上海研發(fā)中心從事光纖接入網(wǎng)通訊設(shè)備開(kāi)發(fā)，擔(dān)任EPON（以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）業(yè)務(wù)軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)理，參與開(kāi)發(fā)的PON設(shè)備在全球部署過(guò)億線，為數(shù)億家庭提供寬帶接入服務(wù)。

對(duì)于算法，王曉華更愿意稱(chēng)自己是在“玩”，“玩算法”最大的樂(lè)趣就是用程序解決生活中的問(wèn)題。當(dāng)年為了方便使用Visual Studio 6.0開(kāi)發(fā)軟件，他特意編寫(xiě)了一個(gè)tabbar插件，并隨后開(kāi)源了這個(gè)軟件。為了文檔安全，他開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于layerFSD技術(shù)的透明文件加密系統(tǒng)，在朋友圈內(nèi)廣為流傳。后來(lái)他在使用Source Insight軟件的時(shí)候，又以外掛的形式為Source Insight開(kāi)發(fā)了TabSiPlus插件，受到了很多程序員朋友的歡迎。

關(guān)于算法該怎么“玩”，王曉華自有多年的經(jīng)驗(yàn)分享：

為了玩游戲而開(kāi)始的算法之旅

從上大學(xué)時(shí)候開(kāi)始，我迷上了算法。那時(shí)候，像我這樣的懶人覺(jué)得拼音輸入法太繁瑣，于是就去學(xué)“表形碼”（當(dāng)然，因?yàn)楸康脑?，現(xiàn)在還在用拼音輸入法）。資深一點(diǎn)的游戲玩家都還記得，那個(gè)時(shí)候?yàn)榱送嬷形腄OS游戲，很多人都裝了UCDOS中文環(huán)境，UCDOS沒(méi)有表形碼，但是支持通過(guò)碼表文件增加自定義輸入法。我研究了Windows上的表形碼碼表文件（老師給的，適用于Windows 3.x版本）和UCDOS碼表文件的格式，發(fā)現(xiàn)二者有一定的相似性：都是文本文件，有固定的格式，每一行由一組編碼和一個(gè)字或詞組成一個(gè)編碼對(duì)。二者的區(qū)別僅僅在于一個(gè)文件是編碼在前，對(duì)應(yīng)的字或詞在后面，另一個(gè)剛好相反，字或詞在前，對(duì)應(yīng)的編碼在后面。碼表文件有十幾萬(wàn)行，手工修改是不可能了，剛好當(dāng)時(shí)在上C語(yǔ)言課，就決定寫(xiě)個(gè)程序來(lái)做這個(gè)事情。

神奇的表形碼

第一次運(yùn)行我寫(xiě)的程序，十幾秒鐘都沒(méi)有結(jié)束。因?yàn)槲抑皩?xiě)的C語(yǔ)言作業(yè)，從來(lái)沒(méi)有哪個(gè)程序運(yùn)行時(shí)間超過(guò)1秒鐘的，所以我覺(jué)得這個(gè)程序掛了，于是我就“Ctrl+Break”了。但是分析代碼又覺(jué)得沒(méi)有問(wèn)題，看了遺留在磁盤(pán)上的碼表文件，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換了幾千行，并且內(nèi)容是對(duì)的。于是再次運(yùn)行程序，等了2－3分鐘，程序結(jié)束了。我急不可待地將得到的碼表文件導(dǎo)入U(xiǎn)CDOS，發(fā)現(xiàn)可以用，當(dāng)時(shí)就感覺(jué)非常有成就感。這是我第一次為解決一個(gè)實(shí)際的問(wèn)題編寫(xiě)算法，盡管當(dāng)時(shí)還沒(méi)有算法、軟件的概念，但是隱隱約約就覺(jué)得這東西有用，不是只用于完成作業(yè)，還可以解決實(shí)際的問(wèn)題。后來(lái)我接觸到了更多的有用算法以及各種算法競(jìng)賽，一直到現(xiàn)在，寫(xiě)個(gè)程序解決問(wèn)題幾乎成了一種習(xí)慣。

學(xué)習(xí)算法難在哪里？

許多算法是有難度的，理論很復(fù)雜，不容易理解和掌握，這是客觀存在的現(xiàn)實(shí)。但是我們可以通過(guò)提高自身分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力來(lái)相對(duì)地降低學(xué)習(xí)難度。從基礎(chǔ)來(lái)講，要深入理解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，至少要非常熟練地掌握一種排序算法，各種線性表的插入、刪除算法，樹(shù)的遍歷和插入、刪除算法，圖的遍歷算法等等。然后要多學(xué)習(xí)，掌握一些常見(jiàn)問(wèn)題的解決模式，比如窮舉算法如何應(yīng)用，動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法如何應(yīng)用等等。最后要勤思考，對(duì)應(yīng)已經(jīng)掌握并解決的算法，要想想為什么用這種方法解決，有沒(méi)有其他方法，類(lèi)似的問(wèn)題怎么辦，提高舉一反三的能力。

想學(xué)好計(jì)算機(jī)算法，數(shù)學(xué)問(wèn)題是無(wú)法回避的。數(shù)學(xué)的重要性不在于算法中用了哪些公式或數(shù)學(xué)原理，其重要性在于一種思維方式的培養(yǎng)。當(dāng)我們遇到一個(gè)新的問(wèn)題的時(shí)候，通常有兩種解決問(wèn)題的方式，一種方式是創(chuàng)造一種新的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，另一種方式是將新問(wèn)題分解、轉(zhuǎn)化成已知問(wèn)題，然后用已知的方法解決這個(gè)問(wèn)題。這兩種方式都很需要抽象思維能力，現(xiàn)實(shí)生活中很少有機(jī)會(huì)鍛煉抽象思維能力，而學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)是一種很好地培養(yǎng)這種能力的方法。但是并不是說(shuō)要學(xué)好算法就必需成為數(shù)學(xué)大咖，而是通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)促進(jìn)抽象思維能力的提高。

算法設(shè)計(jì)又難在何處？

參加算法競(jìng)賽其實(shí)是一件很痛苦的事情，要經(jīng)過(guò)大量的訓(xùn)練，很多人會(huì)選擇背一些算法或整理一些算法模板，到時(shí)候可以直接套用。在理解算法的基礎(chǔ)上熟記一些經(jīng)典的算法實(shí)現(xiàn)其實(shí)也是一件無(wú)可厚非的事情，我上學(xué)的時(shí)候也參加過(guò)一些比賽，通常在比賽之前也會(huì)突擊訓(xùn)練一兩個(gè)月，背很多東西，基本上也是事后一個(gè)月就全忘了。

比賽的題目一般都有特定的套路，但是現(xiàn)實(shí)生活中的算法往往就事而論，有可能只有你遇到過(guò)，沒(méi)有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)，需要自己從無(wú)到有來(lái)解決問(wèn)題。我認(rèn)為算法設(shè)計(jì)有三個(gè)方面需要強(qiáng)調(diào)：模型的建立、演化算法和輸入、輸出的轉(zhuǎn)換。這三個(gè)方面中模型的建立是關(guān)鍵，很多情況下，模型建好了，演化算法和輸入、輸出的轉(zhuǎn)換就水到渠成。

建立模型的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。當(dāng)一個(gè)問(wèn)題的數(shù)據(jù)存在先進(jìn)先出的特性時(shí)，你要想到隊(duì)列。當(dāng)一個(gè)問(wèn)題的數(shù)據(jù)需要頻繁查找操作時(shí)，你要想到有序表、hash、map。當(dāng)一個(gè)問(wèn)題的數(shù)據(jù)需要頻繁的插入、刪除操作時(shí)，你要想到鏈表。當(dāng)一個(gè)問(wèn)題中的數(shù)據(jù)包含父子關(guān)系時(shí)，你要想到樹(shù)。當(dāng)一個(gè)問(wèn)題中的數(shù)據(jù)中既有節(jié)點(diǎn)又有路徑什么的，你要想到圖。這些都和使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，只要多練習(xí)就能掌握。

建立模型還需要抽象的邏輯思維能力。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是運(yùn)用抽象的邏輯思維，抓住問(wèn)題的主要因素，忽略次要因素，建立問(wèn)題的框架。

算法設(shè)計(jì)之難體現(xiàn)在思維方式的轉(zhuǎn)換和模型的建立。前面說(shuō)過(guò)，這需要有抽象思維能力，缺乏這種能力，連問(wèn)題都很難想明白，更不用說(shuō)設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的算法了。幸運(yùn)的是這種能力是可以培養(yǎng)的，學(xué)好數(shù)學(xué)，多研究一些算法，積累些經(jīng)驗(yàn)，都是很好的提高抽象思維能力的方法。

算法學(xué)習(xí)的干貨推薦

在我學(xué)習(xí)算法的過(guò)程中，興趣是最大的推動(dòng)力。興趣來(lái)自于我覺(jué)得這東西能解決問(wèn)題，對(duì)自己有用。我在策劃《算法的樂(lè)趣》這本書(shū)的時(shí)候，我依然沿用了這種思想。我選取、介紹的例子都是大家生活中沒(méi)有在意，但是卻處處都會(huì)遇到的算法，通過(guò)這些例子讓大家覺(jué)得算法是有用的，并通過(guò)這個(gè)來(lái)吸引大家關(guān)注算法，學(xué)習(xí)算法，從而達(dá)到提高能力的作用。

算法學(xué)習(xí)是一條并不簡(jiǎn)單的路，就我的經(jīng)驗(yàn)而言，在計(jì)算機(jī)上學(xué)習(xí)算法首先需要熟悉編程語(yǔ)言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，關(guān)于編程語(yǔ)言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有很多經(jīng)典的書(shū)籍，我就不多介紹了。就算法而言，我看過(guò)的書(shū)有Cormen的《算法導(dǎo)論》、Knuth的《計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》、Weiss的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法分析》、Levitin的《算法設(shè)計(jì)與分析基礎(chǔ)》、Kleigberg的《算法設(shè)計(jì)》等等。想?yún)⒓铀惴ǜ?jìng)賽的同學(xué)可以參考劉汝佳等人編寫(xiě)的《算法藝術(shù)與信息學(xué)競(jìng)賽》，以及《ACM國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽題解》。因?yàn)闀r(shí)間過(guò)去太久了，已經(jīng)不記得看這些書(shū)的順序了，只記得最早看的是《算法導(dǎo)論》，關(guān)于順序?qū)嵲跊](méi)有什么經(jīng)驗(yàn)可談。

至于如何讀這些算法的經(jīng)典書(shū)籍，我倒是有一些經(jīng)驗(yàn)和大家分享：

不管哪一本書(shū)，都不要泛泛地看一遍就覺(jué)得看懂了，而是要把書(shū)中的每一個(gè)例子算法都用程序?qū)懗鰜?lái)，這樣才能留下深刻的印象。如果遇到看不懂的地方，不要停下來(lái)，跳過(guò)去看其他算法，過(guò)幾天在回頭來(lái)看，如果還看不懂就再過(guò)幾天再回頭來(lái)看。千萬(wàn)不要在一個(gè)地方停下來(lái)，否則你很可能就此失去興趣，恐怕永遠(yuǎn)也看不完這本書(shū)了。

此外，還有一些學(xué)習(xí)算法的網(wǎng)站值得推薦：

游戲開(kāi)發(fā)相關(guān)的算法介紹：

http://www.gamedev.net

http://theory.stanford.edu/~amitp/GameProgramming

http://www.gamasutra.com

http://www.sudoku.com

俄羅斯方塊游戲的算法網(wǎng)站：

http://gforge.inria.fr/projects/mdptetris

http://colinfahey.com/tetris/tetris.html

leetcode，最近很火的算法網(wǎng)站：

http://www.leetcode.com

Topcoder，也很經(jīng)典，每周都有競(jìng)賽，有獎(jiǎng)金的：

http://community.topcoder.com/tc

還有很多大學(xué)也有自己的競(jìng)賽題庫(kù)，比如北大、杭電和華中科技大學(xué)等等。

編程算法、推薦算法、數(shù)據(jù)挖掘涉及的算法的區(qū)別和聯(lián)系？

編程算法應(yīng)該只是算法的一種表達(dá)形式，我們還可以用表格或流程圖來(lái)表達(dá)算法。數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域涉及的算法和其他領(lǐng)域的算法并無(wú)本質(zhì)的區(qū)別，只是問(wèn)題域不同。數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)常用的方法，比如決策樹(shù)、貝葉斯學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等等，在其他領(lǐng)域也都是有應(yīng)用的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法作為啟發(fā)性搜索算法在人工智能和最優(yōu)化求解領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。貝葉斯學(xué)習(xí)在一些電子郵件應(yīng)用程序中也有應(yīng)用，主要用于垃圾郵件的識(shí)別。在人工智能領(lǐng)域或各種專(zhuān)家系統(tǒng)中，決策樹(shù)算法也是常用算法。各種算法之間的聯(lián)系還是很普遍的，在不同的領(lǐng)域扮演著不同的角色，本質(zhì)上沒(méi)有區(qū)別。

在日常生活中，我們有機(jī)會(huì)見(jiàn)到越來(lái)越多的推薦算法，我曾經(jīng)想買(mǎi)一個(gè)佳能鏡頭，于是用了一下百度，想了解幾種鏡頭的評(píng)價(jià)，結(jié)果一連幾天，只要登錄京東或淘寶，首頁(yè)都會(huì)給我推薦與數(shù)碼相機(jī)有關(guān)的配件或鏡頭信息。因?yàn)楣ぷ黝I(lǐng)域的原因，我對(duì)推薦算法沒(méi)有深入的研究，我認(rèn)為這種算法應(yīng)該主要是建立在大數(shù)據(jù)上的數(shù)據(jù)分類(lèi)、篩選和過(guò)濾。不過(guò)就我對(duì)算法的理解來(lái)說(shuō)，目前的推薦算法還是有改進(jìn)余地的，比如要能區(qū)分同一臺(tái)計(jì)算機(jī)的不同使用者，不要在我用電腦的時(shí)候向我推薦女式內(nèi)衣和化妝品，那是我老婆關(guān)注的東西。（笑）

生活中處處有算法

應(yīng)該說(shuō)，在我的工作和生活中也是處處都有算法。說(shuō)到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，TCP協(xié)議中的“滑動(dòng)窗口算法”也是很經(jīng)典的算法。路由器和交換機(jī)中為了避免出現(xiàn)端口環(huán)路，都會(huì)使用最小生成樹(shù)算法。在接入網(wǎng)設(shè)備中，通常語(yǔ)音報(bào)文的優(yōu)先級(jí)高于視頻報(bào)文，視頻報(bào)文的優(yōu)先級(jí)又高于一般的數(shù)據(jù)報(bào)文，當(dāng)一大波各種報(bào)文來(lái)臨時(shí)，設(shè)備如何處理？這個(gè)算法也很經(jīng)典，就是用多個(gè)隊(duì)列加上一個(gè)調(diào)度算法，簡(jiǎn)單說(shuō)就是六個(gè)字：分分類(lèi)，排排隊(duì)。

隨著寬帶的普及，現(xiàn)在幾乎家家都有路由器，很多人都會(huì)在路由器上給各個(gè)端口配置帶寬，這就會(huì)用到帶寬分配算法，令牌算法和Max-Min Fairness帶寬分配算法都是經(jīng)典的帶寬分配算法。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報(bào)文出了錯(cuò)碼怎么辦？那就要糾錯(cuò)，Reed-Solomon編碼和解碼算法就是這樣的經(jīng)典糾錯(cuò)算法，除此之外，Reed-Solomon編碼和解碼算法還用于光盤(pán)、磁盤(pán)的數(shù)據(jù)糾錯(cuò)。

說(shuō)實(shí)話(huà)，我曾經(jīng)“玩”過(guò)的算法，絕大多數(shù)都沒(méi)有機(jī)會(huì)直接應(yīng)用到工作當(dāng)中，但是“玩”算法對(duì)我的影響是顯而易見(jiàn)的，它提高了我的動(dòng)手能力，以及遇到問(wèn)題時(shí)分析并解決問(wèn)題能力，這就是收獲，也是任何一個(gè)軟件企業(yè)對(duì)程序員最基本的要求。

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