來源 | 亂炖python
Reddit有篇文章介紹了算法對我們現在生活的重要性，以及哪些算法對現代文明所做貢獻最大。這個表單并不完整，很多與我們密切相關的算法都沒有提到，如機器學習和矩陣乘法，歡迎你繼續補充。
如果對算法有所了解，讀這篇文章時你可能會問“作者知道算法為何物嗎？”，或是“Facebook的‘資訊流’(News Feed)算是一種算法嗎？”，如果“資訊流”是算法，那就可以把所有事物都歸結為一種算法。才疏學淺，結合那篇文章，接下來我試着解釋一下算法是什麼，又是哪些算法正在主導我們的世界。
「什麼是算法？」
「簡而言之，任何定義明确的計算步驟都可稱為算法，接受一個或一組值為輸入，輸出一個或一組值」。(來源：homas H. Cormen, Chales E. Leiserson 《算法導論第3版》)
可以這樣了解，算法是用來解決特定問題的一系列步驟（不僅計算機需要算法，我們在日常生活中也在使用算法）。算法必須具備如下3個重要特性：
- 「有窮性，執行有限步驟後，算法必須中止。」
- 确切性，算法的每個步驟都必須确切定義。
- 「可行性，特定算法須可以在特定的時間内解決特定問題。」
其實，算法雖然廣泛應用在計算機領域，但卻完全源自數學。實際上，最早的數學算法可追溯到公元前1600年-Babylonians有關求因式分解和平方根的算法。
那麼又是哪10個計算機算法造就了我們今天的生活呢？請看下面的表單，排名不分先後：
01. 「歸并排序(MERGE SORT)、快速排序(QUICK SORT)和堆積排序(HEAP SORT)」
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哪個排序算法效率最高？這要看情況。這也就是我把3種算法放在一起講的原因，可能你更常用其中一種，不過它們各有千秋。
歸并排序算法，是目前為止最重要的算法之一，是分治法的一個典型應用，由數學家John von Neumann于1945年發明。
快速排序算法，結合了集合劃分算法和分治算法，不是很穩定，但在處理随機列陣(AM-based arrays)時效率相當高。
堆積排序，采用優先伫列機制，減少排序時的搜尋時間，同樣不是很穩定。
與早期的排序算法相比(如冒泡算法)，這些算法将排序算法提上了一個大台階。也多虧了這些算法，才有今天的資料發掘，人工智能，連結分析，以及大部分網頁計算工具。
02. 「傅立葉變換和快速傅立葉變換」
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這兩種算法簡單，但卻相當強大，整個數字世界都離不開它們，其功能是實作時間域函數與頻率域函數之間的互相轉化。能看到這篇文章，也是托這些算法的福。
網際網路，WIFI，智能機，座機，電腦，路由器，衛星等幾乎所有與計算機相關的裝置都或多或少與它們有關。不會這兩種算法，你根本不可能拿到電子，計算機或者通信工程學位。(USA)
03. 「迪傑斯特拉算法 (Dijkstra’s algorithm)」
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可以這樣說，如果沒有這種算法，網際網路肯定沒有現在的高效率。隻要能以“圖”模型表示的問題，都能用這個算法找到“圖”中兩個節點間的最短距離。
雖然如今有很多更好的方法來解決最短路徑問題，但代克思托演算法的穩定性仍無法取代。
04. 「RSA非對稱加密算法」
毫不誇張地說，如果沒有這個算法對密鑰學和網絡安全的貢獻，如今網際網路的地位可能就不會如此之高。現在的網絡毫無安全感，但遇到錢相關的問題時我們必須要保證有足夠的安全感，如果你覺得網絡不安全，肯定不會傻乎乎地在網頁上輸入自己的銀行卡資訊。
RSA算法，密鑰學領域最牛叉的算法之一，由RSA公司的三位創始人提出，奠定了當今的密鑰研究領域。用這個算法解決的問題簡單又複雜：保證安全的情況下，如何在獨立平台和使用者之間分享密鑰。
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05. 「雜湊演算法(Hash Algorithm)」
确切地說，這不是一種算法，而是一組加密哈希函數，由美國國家标準技術研究所首先提出。無論是你的應用商店，電子郵件和防毒軟體，還是浏覽器等等，都使用這種算法來保證你正常下載下傳，以及是否被“中間人攻擊”，或者“網絡釣魚”。
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06. 「整數質因子分解算法(Integer factorization)」
這其實是一個數學算法，不過已經廣泛應用與計算機領域。如果沒有這個算法，加密資訊也不會如此安全。通過一系列步驟将，它可以将一個合成數分解成不可再分的數因子。
很多加密協定都采用了這個算法，就比如剛提到的RSA算法。
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07. 「連結分析算法(Link Analysis)」
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在網際網路時代，不同入口間關系的分析至關重要。從搜尋引擎和社交網站，到市場分析工具，都在不遺餘力地尋找網際網路的正真構造。
連結分析算法一直是這個領域最讓人費解的算法之一，實作方式不一，而且其本身的特性讓每個實作方式的算法發生異化，不過基本原理卻很相似。
連結分析算法的機制其實很簡單：你可以用矩陣表示一幅“圖“，形成本征值問題。本征值問題可以幫助你分析這個“圖”的結構，以及每個節點的權重。這個算法于1976年由Gabriel Pinski和Francis Narin提出。
誰會用這個算法呢？Google的網頁排名，Facebook向你發送資訊流時(是以資訊流不是算法，而是算法的結果)，Google+和Facebook的好友推薦功能，LinkedIn的工作推薦，Youtube的視訊推薦，等等。
普遍認為Google是首先使用這類算法的機構，不過其實早在1996年(Google 問世2年前)李彥宏就建立的“RankDex”小型搜尋引擎就使用了這個思路。而Hyper Search搜尋算法建立者馬西莫·馬奇奧裡也曾使用過類似的算法。這兩個人都後來都成為了Google曆史上的傳奇人物。
08. 「比例微積分算法(Proportional Integral Derivative Algorithm)」
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飛機，汽車，電視，手機，衛星，工廠和機器人等等事物中都有這個算法的身影。
簡單來講，這個算法主要是通過“控制回路回報機制”，減小預設輸出信号與真實輸出信号間的誤差。隻要需要信号處理，或電子系統來控制自動化機械，液壓和加熱系統，都需要用到這個算個法。
沒有它，就沒有現代文明。
09. 「資料壓縮算法」
資料壓縮算法有很多種，哪種最好？這要取決于應用方向，壓縮mp3，JPEG和MPEG-2檔案都不一樣。
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哪裡能見到它們？不僅僅是檔案夾中的壓縮檔案。你正在看的這個網頁就是使用資料壓縮算法将資訊下載下傳到你的電腦上。除文字外，遊戲，視訊，音樂，資料儲存，雲計算等等都是。它讓各種系統更輕松，效率更高。
010. 「随機數生成算法」
到如今，計算機還沒有辦法生成“正真的”随機數，但僞随機數生成算法就足夠了。這些算法在許多領域都有應用，如網絡連接配接，加密技術，安全雜湊演算法，網絡遊戲，人工智能，以及問題分析中的條件初始化。