深不可测的遗传算法的原理原来是这么简单

很多人认为，算法是数学的内容，学起来特别麻烦。我们不能认为这种观点是错误的。但是我们也知道，软件是一种复合的技术，如果一个人只知道算法，但是不能用编程语言很好地实现，那么再优秀的算法也不能发挥作用。

有一次，一个人问我：

“你写的都是小儿科的东西，几十行代码就能搞定，能不能整一点高深的算法？”

我反问他什么是他所理解的高深的算法，他答复说：“像遗传算法、蚁群算法之类的。”于是我给了他一个遗传算法求解0-1背包问题的例子，并告诉他，这也就是几十行代码的算法，怎么理解成是高深的算法？他刚开始不承认这是遗传算法，直到我给了他Denis Cormier公开在北卡罗来纳州立大学服务器上的遗传算法的源代码后，他才相信他一直认为深不可测的遗传算法的原理原来是这么简单。

还有一个人直言“用三个水桶等分8升水”之类的问题根本就称不上算法，他认为像“阿法狗”那样的人工智能才算是算法。我告诉他计算机下棋的基本理论就是博弈树，或者再加一个专家系统。但是他认为博弈树也是很高深的算法，于是我给了他一个井字棋游戏，并告诉他，这就是博弈树搜索算法，非常智能，你绝对战胜不了它（因为井字棋游戏很简单，这个算法会把所有的状态都搜索完）。我相信他一定很震惊，因为这个算法也不超过100行代码。

对于上面提到的例子，我觉得主要原因在于大家对算法的理解有差异，很多人对算法的理解太片面，很多人觉得只有名字里包含“XX算法”之类的东西才是算法。而我认为算法的本质是解决问题，只要是能解决问题的代码就是算法。

一个人只有有了很好的计算机知识和数学知识，才能在算法的学习上不断进步。不管算法都么简单，都要自己亲手实践，只有不断认识错误、不断发现错误，才能不断提高自己的编程能力，不断提高自己的业务水平。

其实任何算法都有自己的应用环境和应用场景，没有算法可以适用于所有的场景。这一点希望大家明白。同时，我们也要清楚复杂的算法都是由普通的算法构成的，没有普通的算法就没有复杂的算法可言，所以复杂变简单，由大化小，这就是算法分治递归的基本思想。

我们可以下面一个数组查找的函数说起。一句一句讲起，首先我们开始从最简单的函数构造开始：

1.intfind(intarray[],intlength,intvalue)

2.{

3.intindex=0;

4.returnindex;

5.}

这里看到，查找函数只是一个普通的函数，那么首先需要判断的就是参数的合法性：

1.staticvoidtest1()

2.{

3.intarray[10]={0};

4.assert(FALSE==find(NULL,10,10));

5.assert(FALSE==find(array,0,10));

6.}

这里可以看到，我们没有判断参数的合法性，那么原来的查找函数应该怎么修改呢？

1.intfind(intarray[],intlength,intvalue)

2.{

3.if(NULL==array||0==length)

4.returnFALSE;

5.

6.intindex=0;

7.returnindex;

8.}

看到上面的代码，说明我们的已经对入口参数进行判断了。那么下面就要开始写代码了。

1.intfind(intarray[],intlength,intvalue)

2.{

3.if(NULL==array||0==length)

4.returnFALSE;

5.

6.intindex=0;

7.for(;index< length; index++){  

8.if(value==array[index])

9.returnindex;

10.}

11.

12.returnFALSE;

13.}

上面的代码已经接近完整了，那么测试用例又该怎么编写呢？

1.staticvoidtest2()

2.{

3.intarray[10]={1,2};

4.assert(0==find(array,10,1));

5.assert(FALSE==find(array,10,10));

6.}

运行完所有的测试用例后，我们看看对原来的代码有没有什么可以优化的地方。其实，我们可以把数组转变成指针。

1.intfind(intarray[],intlength,intvalue)

2.{

3.if(NULL==array||0==length)

4.returnFALSE;

5.

6.int*start=array;

7.int*end=array+length;

8.while(start< end){  

9.if(value==*start)

10.return((int)start-(int)array)/(sizeof(int));

11.start++;

12.}

13.

14.returnFALSE;

15.}

如果上面的代码参数必须是通用的数据类型呢？

1.template

2.intfind(typearray[],intlength,typevalue)

3.{

4.if(NULL==array||0==length)

5.returnFALSE;

6.

7.type*start=array;

8.type*end=array+length;

9.while(start< end){  

10.if(value==*start)

11.return((int)start-(int)array)/(sizeof(type));

12.start++;

13.}

14.

15.returnFALSE;

16.}

此时，测试用例是不是也需要重新修改呢？

1.staticvoidtest1()

2.{

3.intarray[10]={0};

4.assert(FALSE==find(NULL,10,10));

5.assert(FALSE==find(array,0,10));

6.}

7.

8.staticvoidtest2()

9.{

10.intarray[10]={1,2};

11.assert(0==find(array,10,1));

12.assert(FALSE==find(array,10,10));

13.}

最后，我们总结一下：

（1）我们的算法需要测试用例的验证

（2）任何的优化都要建立在测试的基础之上

（3）测试和代码的编写要同步进行

（4）算法的成功运行时一步一步进行得，每一步的成功必须确立在原有的成功之上