1. 算法的特性

1) 輸入輸出

算法具有零個(gè)或者多個(gè)輸入，同時(shí)，算法具有至少一個(gè)的輸出。

對(duì)于在屏幕上打印”Hello World”一樣，你可以不需要有任何的輸入，直接輸出得到結(jié)果即可，而對(duì)于一個(gè)沒有輸出的算法，沒有任何意義。

2) 確定性

算法的每一步都具有確定的含義，無二義性。任何條件下，算法只有唯一的一條執(zhí)行路徑，即對(duì)于相同的輸入只能得到相同的輸出。

請(qǐng)注意，如果算法的目的是產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)字，每一次運(yùn)行產(chǎn)生了不同的結(jié)果，看上去好像違反了算法確定性原則，但計(jì)算機(jī)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)亦是使用一種（或多種）算法解決，以線性同余產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)為例，其利用了CPU時(shí)間的不同產(chǎn)生的不同的結(jié)果，當(dāng)CPU的時(shí)間完全一樣的時(shí)候依舊會(huì)產(chǎn)生相同結(jié)果，只不過人類無法察覺到如此精確的時(shí)間區(qū)別。

3)有窮性

一個(gè)算法總是需要（輸入合法的情況下）在有限的步驟結(jié)束，即每個(gè)算法需要在有窮的時(shí)間內(nèi)完成。

這是算法與程序的最主要的區(qū)別，程序可以無限制循環(huán)的執(zhí)行下去。對(duì)于此，你可以理解為一個(gè)算法必須要有一個(gè)”邊界“，即使一個(gè)算法需要計(jì)算機(jī)連續(xù)運(yùn)算50年，但依舊是有窮的，只不過這個(gè)算法意義已經(jīng)不是很大了。

4)可行性

一個(gè)算法是可以被執(zhí)行的，即算法中的每個(gè)操作都可以通過已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的基本運(yùn)算執(zhí)行有限的次數(shù)完成。

盡管在目前計(jì)算機(jī)解存在著沒有實(shí)現(xiàn)成功的極為復(fù)雜的算法，但是并不能說的上是無法實(shí)現(xiàn)，只不過是受到現(xiàn)在的工具和人類的大腦限制了，這屬于理論研究的范圍。

2. 算法設(shè)計(jì)要求

1) 正確性

正確性（Correctness）指的是該算法能夠滿足預(yù)先指定的功能與性能的需求，即能夠得到正確答案。

其大致可以分為以下四點(diǎn)：

a)該算法中不含任何語法錯(cuò)誤。

b)程序?qū)τ趲捉M輸入數(shù)據(jù)能夠得到滿足需求的結(jié)果。

c)程序?qū)τ诜欠ǖ妮斎胍材軌虻玫綕M足需求說明的結(jié)果（如拋出異常）。

d)程序?qū)τ诰奶暨x的嚴(yán)苛數(shù)據(jù)依舊能夠產(chǎn)生滿足需求的結(jié)果。

2)健壯性

健壯性（Robustness）指的是當(dāng)輸入數(shù)據(jù)不合法時(shí)，算法也能做出相關(guān)的處理，而不是產(chǎn)生不可預(yù)計(jì)的效果。

3)可讀性

可讀性（Readability）指的是算法是可以閱讀，理解和交流的。

4)耗時(shí)低，占用空間少

運(yùn)行時(shí)間（Running time）與占用空間（Storage space）概念，在設(shè)計(jì)算法時(shí)，我們總是希望能夠更少的使用時(shí)間和空間達(dá)成我們的目標(biāo)。

我們算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究的重點(diǎn)就是為了讓程序運(yùn)行塊，占用空間低。