2.4　用代码实现算法

前面介绍了自然语言、流程图、N-S图3种算法描述方法。这些都是依据人类大脑形成的算法，可以清楚描述问题的解决方法和步骤，但却无法被计算机所识别。要想让计算机识别人类的算法，就需要使用能与计算机沟通的语言，即编程语言来实现。本节就来介绍如何用编程语言让计算机执行人类的算法。

2.4.1　用伪代码实现算法

伪代码是由自然语言和编程语言组成的混合结构，它比自然语言更精确，算法描述更简洁，同时也很容易被转换成计算机程序。伪代码必须结构清晰，代码简单，可读性好。

【实例2.9】　根据天气温度提示增减衣物。

如今的天气预报非常智能，会根据温度提示市民增减衣物。例如，25℃以上，会提示大家穿短袖；15℃～24℃，会提示大家穿长袖或外套；5℃～15℃，会提示大家穿厚外套；5℃以下，会提示大家穿羽绒外套。用基于Python的伪代码描述此实例的算法设计。

上述伪代码中，有一部分是自然语言，有一部分是编程语言（如if、elif、else等语句）。其编程语言部分能被计算机识别，但自然语言部分无法被计算机所识别。伪代码提供了很多算法设计信息，按照其设计步骤，将自然语言部分转化成编程语言，就可以快速地形成解决本例问题的一段程序。

2.4.2　用编程语言实现算法

目前TIOBE编程语言排行榜的前5名是C、Java、Python、C++和C#，接下来我们试着用这5种编程语言分别实现实例2.9中的伪代码。

【实例2.10】　根据天气温度提示增减衣物（C版）。

具体代码如下：

【实例2.11】　根据天气温度提示增减衣物（Java版）。

具体代码如下：

【实例2.12】　根据天气温度提示增减衣物（Python版）。

具体代码如下：

【实例2.13】　根据天气温度提示增减衣物（C++版）。

具体代码如下：

【实例2.14】　根据天气温度提示增减衣物（C#版）。

具体代码如下：

以上5个版本的代码运行结果一模一样，如图2.33所示。

2.4.3　选择一门编程语言

通过前面的例子可发现，用5种编程语言实现的算法都能被计算机所识别。那么，在实际编程中又该选择哪种编程语言呢？事实上，C、Java、Python、C++、C#有着各自擅长的方向，语言本身没有高下之分，只有应用场景之分。

　C语言是基础，C++、Java、C#都是基于C语言演化而来的，基本语法很接近。Python是脚本语言，有着另外一种语法模式。

　C语言是面向过程的，适合开发底层程序和嵌入式程序，不适合开发复杂的程序；C++、C#、Java、Python是面向对象的，更适合开发应用层程序。

　C＋＋执行效率高，适合开发需要较高运行效率的计算密集型软件，如大型游戏、游戏服务器、数据库服务器、图形图像处理器、音／视频解码器等。

　Java和C#的功能都很强大，是目前开发企业级项目的主流语言。Java在程序语言排行中常年位于第一，拥有广阔的开发人群。C#由微软发布，IDE功能强大，是开发Windows应用程序的不二选择。

　Python作为后起之秀，语法简单，类库丰富，在网络爬虫、数据分析、人工智能等方面具有很大的优势。

再次强调，语言没有高下之分，只要是适合应用场景（即满足业务需求）的语言，就是最好的编程语言。本书中，因为Python语法简单，上手快，应用面又广，所以本书选择Python语言来实现各个算法。