Какие алгоритмы должен знать уважающий себя программист?

В этом выпуске попросили экспертов перечислить алгоритмы, которые должен знать каждый уважающий себя программист. Рекомендуем дочитать до конца, там есть развёрнутый ответ в виде эссе по алгоритмической подготовке.

Павел Емельянов

Павел Емельянов, главный архитектор Virtuozzo

Сейчас в … “ненаучном” программировании алгоритмы не так важны. Хорошая алгоритмическая подготовка и смекалка пригодится в специфических областях, например в Big Data или компьютерном моделировании физических, социологических и других процессов реального мира. Даже игровая индустрия уже пережила тот период, когда как воздух требовались новые классные алгоритмы, на “стандартных” в большинстве случаев вполне можно жить.

Так что если говорить “в среднем”, то программист должен уметь подобрать для решения своей задачи необходимые готовые компоненты, разобраться в предоставляемых ими интерфейсах и заставить их работать вместе.

Сергей Зефиров

Сергей Зефиров, программист с широким опытом работы, энтузиаст и евангелист языка Haskell

Он должен уметь выводить алгоритмы, а не знать их. Ровно как и математик должен уметь выводить доказательства.

На каких алгоритмах стоит потренироваться в выводе:

  • сортировки – от пузырька, до параллельной кеш-независимой сортировки;
  • динамическое программирование;
  • алгоритмы сжатия данных – кодирование Хаффмана, арифметическое кодирование, сжатие подпоследовательностей;
  • символические вычисления – как организовать;
  • как сделать статическую структуру динамической – как сделать быструю (O(logN)) вставку в упорядоченный массив.

Материалы по перечисленным темам:

  • Наша статья, посвященная пяти основным алгоритмам сортировки.
  • Введение в динамическое программирование для начинающих.
  • Книга, посвященная методам сжатия данных. Несколько тем, рассмотренных в книге: кодирование источников данных без памяти (канонический алгоритм Хаффмана, арифметическое сжатие, векторное квантование), словарные методы сжатия данных, методы контекстного моделирования и другие.
  • Введение в структуры данных для новичков: динамический массив.
Роман Юферев

Роман Юферев, руководитель направления ИТ-менеджмента и мониторинга в компании VIAcode

Сортировка «пузырьком». Шутка. Алгоритмы – это то, что нам нужно для обработки данных, а сейчас весь мир сталкивается с совершенно новыми задачами при обработке данных и новыми возможностями, поэтому собрание сочинений Кнута на полке уже не является показателем вашей крутости. В то же время, это не значит, что преподаватели в вузе учат вас какой-то “фигне”. Повторюсь – изучением алгоритмов и работой над учебными задачами вы тренируете, «разминаете» свои мозги, готовите их к реальной работе, поэтому не брезгуйте материалом, который вам дают в вузе, но и не рассчитывайте особо на его практическое применение в реальной профессиональной жизни.

Где можно «потренировать» мозги:

Еще больше сайтов с задачками вы можете найти в нашей статье «28 сайтов, на которых можно порешать задачи по программированию».

Василий Кобзарь

Василий Кобзарь, преподаватель GeekBrains, специализируется на администрировании Linux

Уважающий себя программист должен понимать абсурдность данного вопроса.

Антон Пискунов

Антон Пискунов, основатель и генеральный директор BeastGaming

Сортировку пузырьком. Если серьезно, то всё ищется в Гугле, а специфичные алгоритмы вы всё равно успеете забыть до того, как они вам понадобятся.

Джозеф Браун

Джозеф Браун, профессор Университета Иннополис

В любом случае, каждая программа оперирует входящими и исходящими данными. И они редко бывают чистыми на входе: необходимо удалить промежутки, или найти недостающие значения, или исправить некорректные. Поэтому необходимо обрабатывать данные и сортировать их, чтобы затем использовать более продвинутые алгоритмы.

Я не могу сказать, какие из алгоритмов более важные. Думаю, предпочтительнее знать несколько алгоритмов из каждого класса. Сортировка пузырьком хорошо работает, когда, к примеру, у вас есть 4 элемента в массиве, которые нужно отсортировать для генетического алгоритма. Но следует помнить, что использование быстрой сортировки не всегда лучший выбор.

Андрей Ситник

Андрей Ситник, веб-разработчик в Evil Martians

Алгоритмы не важны. Вы можете найти их в Гугле за несколько минут. Уважающий себя программист должен уметь правильно ставить строки, понимать задачи клиентов, мудро выбирать между краткосрочными и долгосрочными целями, всегда изучать что-то новое и не боятся сложных задач. Важны умения и личные качества – чистая теория перестала быть важной после создания Гугла.

Александр Чистяков

Александр Чистяков, главный инженер в Git in Sky

Алгоритмы сортировки и поиска, очевидно. Наша жизнь – это сортировка и поиск.

Александр Рожнов

Александр Рожнов, Team Lead в компании Undev

  • Сортировка пузырьком;
  • разворачивание однонаправленного списка;
  • алгоритмы работы с бинарными деревьями;
  • алгоритмы работы с хеш-таблицами;
  • поиск описания работы интересующего алгоритма за o(n) в Интернете.

Материалы для изучения упомянутых Александром тем:

Всеволод Шмыров

Всеволод Шмыров, разработчик в команде API Яндекс.Карт

Сортировки, деревья.

Павел Егоров

Павел Егоров, заместитель руководителя управления разработки СКБ Контур

Что такое хорошая алгоритмическая подготовка?

Да, хорошая алгоритмическая подготовка важна для программиста. И нет, хорошая — это вовсе не заучивание алгоритмов из списка “Самых Важных Алгоритмов, Которые Должен Знать Каждый”. На мой взгляд хорошая алгоритмическая подготовка должна стремиться дать программисту следующие три умения.

Во-первых, это умение решать непонятные задачи. В нечетких формулировках жизненных задач видеть возможные строгие трактовки. По строгим трактовкам накидывать варианты решения. Всесторонне анализировать разные варианты и выбирать самый подходящий.

Очевидно, для этого недостаточно просто знать алгоритмы. Нужно уметь “видеть их”, распознавать возможности их применения.

Во-вторых, алгоритмическая подготовка должна прививать привычку анализировать эффективность каждого вашего решения. Не пропускать в критических местах квадратичные или экспоненциальные алгоритмы, и не закладывать в архитектуру программы идеи, которые потом невозможно будет реализовать достаточно эффективно.

В-третьих, алгоритмическая подготовка должна помогать умело пользоваться готовыми инструментами. Базы данных — это сплошные структуры данных и алгоритмы. Причем на концептуальном уровне довольно простые и понятные — деревья поиска, хэштаблицы, SS-Table, …

Например, зная, что индекс в БД — это просто дерево поиска, несложно понять, какие запросы могут быть выполнены быстро, а какие обречены на full-scan.
Зная, как на каких алгоритмах работает полнотекстовый поиск в Lucene, можно предсказать, какие запросы к Elastic будут давать релевантные ответы, а какие — нет, и даже как это можно доработать.

Если подводить итог:

  • Кроме самих алгоритмов — учитесь их распознавать в задачах реального мира.
  • Прививайте себе привычку анализировать эффективность кода, который вы пишите.
  • Изучайте алгоритмы под капотом у инструментов, которыми вы пользуетесь — это пригодится при их эксплуатации.

Несколько статей, которые помогут вам получить хорошую алгоритмическую подготовку:

Напоминаем, что вы можете задать свой вопрос или присоединиться к числу экспертов.