
【計】 exact algorithm
authentic; firmly; reliable; true
anxious; be sure to; chip; chop; correspond to; cut; eager; knife; log; shear
shive; slice
【醫】 cutting; incise
algorithm; arithmetic
【計】 ALG; algorithm; D-algorithm; Roth's D-algorithm
【化】 algorithm
【經】 algorithm
确切算法(Exact Algorithm)在計算機科學和數學優化領域指能夠在有限時間内保證找到問題精确最優解的一類算法。其核心特征是通過嚴格的數學推導或窮舉策略确保結果的正确性,與啟發式算法的近似性形成對比。以下從漢英雙解與學科應用角度展開解釋:
定義與特征
《牛津計算機科學詞典》将"Exact Algorithm"定義為:"An algorithm that is guaranteed to find an exact solution to a problem, as opposed to a heuristic approach"(能夠确保找到問題精确解的算法,與啟發式方法相對)。中文術語對應《計算機科學技術名詞(第三版)》中的"确切算法",強調其确定性與窮盡性,例如動态規劃算法通過狀态轉移方程系統性覆蓋所有可能解空間。
數學基礎與實現要求
《算法導論》(Introduction to Algorithms)指出,這類算法需滿足兩個條件:
例如線性規劃中的單純形法雖具有指數級複雜度,但因其數學完備性仍被歸為确切算法。
典型應用場景
《運籌學國際期刊》研究顯示,在藥物分子結構匹配、航空調度等對誤差零容忍的領域,确切算法被優先采用。如DNA序列比對中的Needleman-Wunsch算法,通過構建得分矩陣确保全局最優匹配。
與近似算法的對比
《ACM算法分類标準》強調,确切算法適用于解空間有限或對精度要求嚴苛的場景,而近似算法更適用于NP難問題中追求時間效率的場景。例如旅行商問題的分支限界法(确切算法)與小規模城市的最優路線求解,對比遺傳算法(啟發式)的大規模近似求解。
權威參考資料:
确切算法是指在每一步驟中具有明确、無歧義定義的算法,其核心特征在于确定性。這一概念源于算法的基本屬性,以下是詳細解釋:
步驟的确定性
算法的每個操作指令必須清晰且唯一,例如指出"算法的每一步驟必須有确切的定義",強調"步驟明确,不模棱兩可"。這意味着無論由誰執行算法,隻要輸入相同,每一步的操作結果都完全一緻。
與近似算法的區别
确切算法追求精确解(如排序算法、最短路徑算法),而近似算法允許存在誤差(如NP難問題的近似解法)。提到"不同的算法可能用不同的時間、空間或效率完成任務",但确切算法更注重結果的準确性。
輸入輸出明确性
根據的定義,算法需"對一定規範的輸入,在有限時間内獲得所要求的輸出",這要求輸入條件和輸出結果必須有嚴格界定。
無二義性描述
如所述,算法描述需避免模糊表述。例如,"将數值增大一些"不符合确切性,而"将數值加5"則是明确指令。
确切性需與有窮性(有限步驟内結束)、可行性(步驟可執行)結合,共同構成有效算法(和)。例如二分查找算法既需要明确的比較步驟(确切性),又需在有限次比較後終止(有窮性)。
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