摘要
随着科学技术的发展，计算机技术在社会生产生活的方方面面扮演着越来越重要的角色。在计算机技术领域，编程技术以其灵活性以及实用性成为了主要技术之一。而为了研究编程中的逻辑性离不开对数学算法的分析，通过数学算法使得编程得以被高效应用。本文在介绍数学算法的基础之上，研究了数学算法对计算机编程技术的优化作用以及其广泛的应用，对计算机编程理解和掌握具有较重要的意义。
【关键词】科学技术 数学算法 计算机编程优化作用
计算机编程技术的灵活性使得计算机的应用千变万化，而在计算机编程技术中离不开数学理论的基础性支持，其中，不论是高等数学的微积分还是离散数学，都是编程实现的基础性知识，在计算机编程中发挥了重要的作用。数学算法可以理解为一种建模思想，通过数学算法的融入，使得编程技术具有更强的高效性和逻辑性。因此，研究计算机编程，离不开对数学算法进行分析和理解，下面针对数学算法对计算机编程的优化作用进行具体的分析。
1 数学算法的概述
计算机技术是在数学的基础之上发展起来的。数学算法一般可以理解为数学归纳法，是在数学领域中的一种计算方法的总结。在某种特定的数学算法中，一般通过遵循某种数学上的原则来实现某些工作步骤，从而实现减少工作量、快速完成工作的目的，因此，恰当应用数学算法可以有效提高工作效率。同样，对于计算机编程功能结果的实现，数学算法同样具有十分重要的推动作用，数学算法中的建模思想对于功能的实现尤为重要。数学算法使得编程变得更具有高效性和针对性。
2 数学算法在计算机编程中的应用
随着计算机技术的不断进步以及互联网的蓬勃发展，人类对于编程技术并不陌生，随着对编程技术的深入研究，数学算法以及其中的数学建模思想也得到了相应的重视。所谓数学建模思想，需要首先对相关对象的信息进行了解，并对其内部规律进行分析，通过数学思想建立模型，再通过计算机对其进行实现，以此实现相应的功能。
计算机编程以计算机语言为基础，对计算机语言进行翻译以及编写，来实现特定的功能。在常用的计算机语言中，C语言是高级语言的基础，同时也是应用十分广泛的一种语言。计算机语言在编译的过程中，都必须遵循逻辑操作，因此离不开数学算法对其进行设计和优化，打破了计算机语言的局限性。
以简单的计算器功能实現为例进行分析，想要实现运算功能，需要在计算器的内部预先进行编程，通过程序设定使其具有计算加减乘除的功能，而数学算法便决定了程序的框架以及运算的法则。
3 数学算法对计算机编程的优化作用
人们所使用的各种软件一直处于不断的更新和优化中，而软件的更新和开发都是依赖于计算机编程语言。为了进行合理的软件设计和开发，我们首先要对其建立恰当的数学模型，这便离不开数学算法的应用，将实际应用问题和数学模型相联系，便实现了从实际向理论化模型的转换。在不同的编程语言中，数学算法均发挥了重要的作用。
3.1 C语言编程中数学算法的优化作用
C语言作为常用的高级计算机语言，离不开数学算法的思想。通过在编程中使用数学算法可以使复杂的代码变得简洁和更具有逻辑性，将原本杂乱的代码整理在数学算法框架之内，代码的简化可以大大提高编程以及测试人员的工作效率，从而提高了编程语言的实用性。在应用数学算法进行程序设计时，首先要对任务进行逻辑分析，并根据实现思路列出算法流程图，在根据流程图进行程序的编写，使编程过程思路清晰。数学算法本身还具有一定的抽象性，通过将具体问题抽象化，同样使得编程语言更加精炼，在更短的时间中解决问题。
3.2 面向对象的计算机语言中的数学算法的优化作用
面向对象的计算机语言是指在C语言基础上发展而来的C++语言，之所以称为面向对象语言是指在C++语言中，当对对象进行语言编写时，需要对该对象进行相应的封装操作，这样可以减少一些C语言中原本存在的弊端，优化编程语言，提高编程效率。在C++语言设计中包括类的思想以及封装的概念，这两种编程思想均需要数学算法来进行优化，恰当的应用数学算法可以提高类相关操作以及封装的效率，从原理上进一步优化编程。在进行C++语言编程过程中，首先要进行对类的相关定义，并在不同类之间完成所需要的嵌套、封装等操作。除此之外，很多大的程序中需要继承操作，这便使得大程序中的工作量十分巨大，通过数学算法的建模思想可以有效的将程序中变量进行统一的运算，大大减少了运算工作量。综上所述，在面向对象的计算机编程语言中，数学算法的建模思想十分重要，通过对编程语言进行数学建模能够实现编程过程的优化。
3.3 数据结构设计中数学算法的优化作用
数据结构设计在编程过程中十分重要，合理的数据结构使程序变得简单便捷，对于程序调用等方面均可以减少计算机的处理时间，而数据结构则是通过数学算法来进行设计，因此，在设计数据结构时需要对数学算法进行选择和改进。特别地，当程序中存在共享变量的时候，对其进行合理的数据结构设计还可以使得同一内存空间内同时存储多个变量，提高了内存空间的利用率，有效节约了资源。可见，在时间复杂的和空间复杂度上来讲，数学算法均起到了重要的优化作用。
4 总结
编程技术基于计算机语言而实现，通过数学算法在计算机编程中的应用可以使得编程更加精炼且更具有条理性和层次感，从而大大提高了编程效率。从另一方面来讲，计算机科学技术可以被划分为计算机技术、网络相关技术以及算法相关技术等等，可见，在计算机领域数学算法已经成为了一种重要的理论基础。综上所述，对于各种计算机编程方法而言，通过对数学算法的不断改进均可以实现对计算机编程的优化作用。
参考文献
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