당신 손안에 사이언스 소프트웨어

https://www.codeproject.com/Tips/5345379/Scientific-Software-in-Your-Hand

Scientific Software in Your Hand

 

 

사이언스 프로그래밍 실행 예제

 

일반적인 프로그램 솔루션을 위한 효과적인 알고리즘을 제시합니다.

 

소개

 

이 짧은 팁에서 우리는 소프트웨어의 프로그래밍 및 개발에서 사이언스와 연구의 중요성에 대해서 소개 해 볼까 합니다.

 

소프트웨어 목록은 다음과 같습니다.

• EasyBlockchain - 디지털 지갑
• Fiesta - 바이러스 백신 프로그램
• ProjectEnv - 오픈 스토리지가 있는 모델 최적화 소프트웨어
• TestKit - 자체 평가 프로그램
• Zines - 대략적인 텍스트 검색 프로그램

 

위 목록에 있는 4개의 프로그램은 C#으로 개발되었으며 Zines는 Java 프로젝트입니다.

 

배경

문자열 검색이나 해시 계산과 같이 이전에 설명한 많은 알고리즘이 있지만 이 팁에서 제시한 알고리즘보다 효율성이 떨어집니다.

 

코드 사용

먼저 디지털 지갑에서 블록체인 작업을 살펴봅시다:

public Blockchain Operation(float f) {
    int fi = (int) (f * 100.0f);
    
    string value = "";
    
    int c = fi;
    
    for (int i = 0; i < this.Value.Length; ++i) {
        int k = valueOf(this.Value[i]) + c;
        
        c = 0;
        
        while (k < 0) {
            k += 16;
            
            --c;
        }
        
        while (k >= 16) {
            k -= 16;
            
            ++c;
        }
        
        value += "0123456789abcdef"[k];
    }
    
    Blockchain result = new Blockchain(value);
    
    return result;
}

 

위 코드에서 볼 수 있듯이 선형적인 성능을 보이며 배정밀도로 값을 처리합니다.

 

다음 코드는 디지털 저장소의 값을 얻기 위해 두 해시 값의 빼기를 처리합니다:

public bool Less(Blockchain bc) {
    for (int i = this.Value.Length - 1; i >= 0; --i) {
        if (valueOf(this.Value[i]) != valueOf(bc.Value[i])) {
            return valueOf(this.Value[i]) < valueOf(bc.Value[i]);
        }
    }
    
    return false;
}

public float Subtract(Blockchain bc) {
    float result = 0;
    float p = 1.0f;
    
    int c = 0;
    
    if (this.Less(bc)) {
        return -bc.Subtract(this);
    }
    
    for (int i = 0; i < this.Value.Length; ++i) {
        int a = valueOf(this.Value[i]);
        int b = valueOf(bc.Value[i]);
        
        int d = a - b + c;
        
        c = 0;
        
        while (d < 0) {
            d += 16;
            
            --c;
        }
        
        while (d >= 16) {
            d -= 16;
            
            ++c;
        }
        
        result += p * d;
        
        p *= 16.0f;
    }
    
    return result / 100.0f;
}

 

 

여기서 Blockchain 클래스의 값은 문자열입니다.

 

Fiesta 바이러스 백신 소프트웨어는 또한 선형 해시를 계산하므로 이 절차의 가장 최적의 방법을 활용합니다:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO;

namespace Fiesta
{
    public class Hash
    {
        public const int HASH_SIZE = 128;

        public static byte[] GetHash(Stream stream)
        {
            int current = 0, b = -1;
            byte[] result = new byte[HASH_SIZE];

            for (int i = 0; i < result.Length; ++i)
            {
                result[i] = 0;
            }

            while ((b = stream.ReadByte()) != -1)
            {
                result[current] = (byte) ((int) result[current] ^ b);

                current = (current + 1) % HASH_SIZE;
            }

            return result;
        }
    }
}

 

이 해시는 또 다른 동일한 해시를 검색하기 위해 #ries 또는 Aho-Corasick 트리 내에서 사용됩니다.

 

ProjectEnv 응용 프로그램은 변수 수의 전체 분산을 최적화하는 것을 목표로 하며 동적 프로그래밍(DP) 접근 방식을 사용하여 해결됩니다:

public void Optimize(int m)
{
    int n = 1;

    for (int i = 0; i < this.Factors.Count; ++i)
    {
        Factor f = (Factor)this.Factors[i];

        n += (int)Math.Round(f.Dispersion * 100.0);
    }

    int[,] opt = new int[n, m + 1];
    int[,] next_n = new int[n, m + 1];
    int[,] next_m = new int[n, m + 1];

    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        for (int j = 0; j <= m; ++j)
        {
            opt[i, j] = -1;

            next_n[i, j] = -1;

            next_m[i, j] = -1;
        }
    }

    opt[0, 0] = 0;

    for (int i = 0; i < this.Factors.Count; ++i)
    {
        Factor f = (Factor)this.Factors[i];
        int d = (int)Math.Round(f.Dispersion * 100.0);

        f.IsOptimal = false;

        for (int k = m; k >= 1; --k)
        {
            for (int j = n - 1; j >= 0; --j)
            {
                if (j >= d && opt[j - d, k - 1] != -1 && opt[j, k] == -1)
                {
                    opt[j, k] = opt[j - d, k - 1] + d;

                    next_n[j, k] = j - d;

                    next_m[j, k] = i;
                }
            }
        }
    }

    int found = -1;

    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        if (opt[i, m] >= 0)
        {
            found = i;

            break;
        }
    }

    if (found >= 0)
    {
        for (int i = m; i > 0; --i)
        {
            Factor f = (Factor)this.Factors[next_m[found, i]];

            f.IsOptimal = true;

            found = next_n[found, i];
        }
    }
}

 

TestKit 프로그램은 HTML(HyperText Markup Language)에서 추가로 사용할 객체 모델을 얻기 위해 구문 분석 기술을 사용합니다:

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

namespace TestKit
{
    /// <summary>
    /// Question class.
    /// </summary>
    public class Question
    {
        public string text;
        public ArrayList answers = new ArrayList();
        
        public Question(Stream stream)
        {
            this.text = "";
            
            while (!stream.atEnd() && stream.current != ':') {
                this.text += (char) stream.current;
                
                stream.Read();
            }
            
            stream.Read();
            
            this.text = this.text.Trim();
            
            while (!stream.atEnd()) {
                Answer answer = new Answer(stream);
                
                this.answers.Add(answer);
                
                if (answer.isFinal) break;
            }
        }
    }
}

 

Answer 클래스는 구문 분석 기술 내에서 위와 동일하게 정의됩니다:

using System;

namespace TestKit
{
    /// <summary>
    /// Answer class.
    /// </summary>
    public class Answer
    {
        public string text;
        public bool isFinal = false;
        public bool isCorrect = false;
        
        public static void parseBlanks(Stream stream) {
            while (" \r\n\t\v".IndexOf((char) stream.current) >= 0 && !stream.atEnd()) {
                stream.Read();
            }
        }
        
        public Answer(Stream stream)
        {
            parseBlanks(stream);
            
            if (stream.current == '+') {
                this.isCorrect = true;
                stream.Read();
            }
            
            this.text = "";
            
            while (!stream.atEnd() && stream.current != ';') {
                if (stream.current == '.') {
                    this.isFinal = true;
                    break;
                }
                
                this.text += (char) stream.current;
                
                stream.Read();
            }
            
            stream.Read();
            
            this.text = this.text.Trim();
        }
    }
}

 

Zines Java 프로그램은 슬라이딩 윈도우와 함께 근사 알고리즘을 사용하고 다음과 같이 정의된 Result 클래스를 활용합니다:

package com.zines;

public class Result {
    public String path = null;
    public int length = -1;
    public int offset = -1;
    public String query = null;
    public float ratio = 0.0f;
    public String text = null;

    public Result() {

    }

    public static void printlnHeader() {
        System.out.println("\"FILE\",\"OFFSET\",\"LENGTH\",\"RATIO\"");
    }

    public void println() {
        System.out.println("\""
                + this.path + "\","
                + this.offset
                + ","
                + this.length + ","
                + this.ratio + "");
    }
}

 

관심 주제들

따라서 우리는 불필요한 과도한 코드를 작성하지 않고 최적화 및 쉬운 해결 방법과 같은 문제를 해결하기 위해 사이언스와 프로그래밍이 어떻게 함께 운용 될 수 있는 지에 대해서 확인 해 보았습니다.

 

하지만 위의 모든 내용에서 과학적인 접근 방식이 없는 경우에도 최신 알고리즘이 여전히 적용 가능하다는 결론이 나옵니다.

 

 

History

• 27th October, 2022 - Initial release
• 2nd November, 2022 - Removed links
• 3rd November, 2022 - Links deleted
• 4th November, 2022 - License changed

 

License

This article, along with any associated source code and files, is licensed under The Code Project Open License (CPOL)

 

 

이상.