2.4　用代碼實現算法

前面介紹了自然語言、流程圖、N-S圖3種算法描述方法。這些都是依據人類大腦形成的算法，可以清楚描述問題的解決方法和步驟，但卻無法被計算機所識別。要想讓計算機識別人類的算法，就需要使用能與計算機溝通的語言，即編程語言來實現。本節就來介紹如何用編程語言讓計算機執行人類的算法。

2.4.1　用偽代碼實現算法

偽代碼是由自然語言和編程語言組成的混合結構，它比自然語言更精確，算法描述更簡潔，同時也很容易被轉換成計算機程序。偽代碼必須結構清晰，代碼簡單，可讀性好。

【實例2.9】　根據天氣溫度提示增減衣物。

如今的天氣預報非常智能，會根據溫度提示市民增減衣物。例如，25℃以上，會提示大家穿短袖；15℃～24℃，會提示大家穿長袖或外套；5℃～15℃，會提示大家穿厚外套；5℃以下，會提示大家穿羽絨外套。用基于Python的偽代碼描述此實例的算法設計。

上述偽代碼中，有一部分是自然語言，有一部分是編程語言（如if、elif、else等語句）。其編程語言部分能被計算機識別，但自然語言部分無法被計算機所識別。偽代碼提供了很多算法設計信息，按照其設計步驟，將自然語言部分轉化成編程語言，就可以快速地形成解決本例問題的一段程序。

2.4.2　用編程語言實現算法

目前TIOBE編程語言排行榜的前5名是C、Java、Python、C++和C#，接下來我們試著用這5種編程語言分別實現實例2.9中的偽代碼。

【實例2.10】　根據天氣溫度提示增減衣物（C版）。

具體代碼如下：

【實例2.11】　根據天氣溫度提示增減衣物（Java版）。

具體代碼如下：

【實例2.12】　根據天氣溫度提示增減衣物（Python版）。

具體代碼如下：

【實例2.13】　根據天氣溫度提示增減衣物（C++版）。

具體代碼如下：

【實例2.14】　根據天氣溫度提示增減衣物（C#版）。

具體代碼如下：

以上5個版本的代碼運行結果一模一樣，如圖2.33所示。

2.4.3　選擇一門編程語言

通過前面的例子可發現，用5種編程語言實現的算法都能被計算機所識別。那么，在實際編程中又該選擇哪種編程語言呢？事實上，C、Java、Python、C++、C#有著各自擅長的方向，語言本身沒有高下之分，只有應用場景之分。

　C語言是基礎，C++、Java、C#都是基于C語言演化而來的，基本語法很接近。Python是腳本語言，有著另外一種語法模式。

　C語言是面向過程的，適合開發底層程序和嵌入式程序，不適合開發復雜的程序；C++、C#、Java、Python是面向對象的，更適合開發應用層程序。

　C＋＋執行效率高，適合開發需要較高運行效率的計算密集型軟件，如大型游戲、游戲服務器、數據庫服務器、圖形圖像處理器、音／視頻解碼器等。

　Java和C#的功能都很強大，是目前開發企業級項目的主流語言。Java在程序語言排行中常年位于第一，擁有廣闊的開發人群。C#由微軟發布，IDE功能強大，是開發Windows應用程序的不二選擇。

　Python作為后起之秀，語法簡單，類庫豐富，在網絡爬蟲、數據分析、人工智能等方面具有很大的優勢。

再次強調，語言沒有高下之分，只要是適合應用場景（即滿足業務需求）的語言，就是最好的編程語言。本書中，因為Python語法簡單，上手快，應用面又廣，所以本書選擇Python語言來實現各個算法。