编程思维四个步骤详解
编程思维包含四个步骤:分解问题—识别模式—抽象—算法。分解问题是指将一个复杂的大问题拆解成更可执行、更好理解的小步骤。生活中,拆分的应用随处可见。例如,当我们准备吃一个西瓜时,我们不会直接啃一整个,而是会把它切块,再一口一口吃。这就是将一个大问题拆分,然后逐个解决的过程。
再比如,我们想用编程给「超级马里奥」设计一个新的关卡。面对游戏这样一个庞然大物,我们要如何分解呢?我们可以将「超级马里奥」的关卡分解为游戏场景图、主人公马里奥、吃了可以长大的蘑菇、以及敌方栗子小子等。这样,我们就完成了新关卡制作这个大问题的分解。
模式识别是指找出相似模式,高效解决细分问题。天气预报通过以往的经验和数据对未来天气进行预测,这就是在识别模式。例如,买4瓶单价4元的牛奶花了4x4=16元,我们知道了“单价X数量=总价”的模式,当再去购买3个单价为7元的巧克力时,我们识别这是与上次购买牛奶时相似的模式,可以很快算出其总价为7x3=21元。
继续以给「超级马里奥」设计新关卡为例,在设计时,我们参考前面几个关卡的模式对新关卡的游戏场景图、主人公马里奥、吃了可以长大的蘑菇、以及敌方栗子小子等的设定,这也是识别模式。识别模式,其实就意味着将新问题转化为老问题,在以往经验中搜索类似经验,套用类似的解决办法。
抽象,就是聚焦最重要的信息,忽视无用细节。例如,我们将1只熟悉的猫咪放入5只陌生的猫咪中,一开始仅靠形象记忆,就能轻而易举找到这只猫咪。但如果将这只熟悉的猫放入50只、100只、1000只陌生的猫群中,我们仅靠形象记忆找到猫的困难会越来越大,大到不可能。如果我们记住这只猫咪身上的一个特点,作为它的标记,问题立马会变得简单。这个标记的过程,就是聚焦最重要的信息,忽视无用细节,也就是“抽象”。当我们遇到没有见过的事物或者问题时,如果能运用抽象的思维去寻找解决问题的关键因素,即事物之间存在的联系,那我们解决问题的效率也会有所提高。
算法设计就是设计一步一步的解决路径,从而解决整个问题。通过上述四个步骤,我们能够更好地理解和应用编程思维,解决生活中的各种问题。
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