Che cos’è un algoritmo?

Cosa significa algoritmo? Un algoritmo è una sequenza finita e ben definita di istruzioni o passi che guida l’esecuzione di un compito o risolve un problema.

Esempio di algoritmo: cucinare la carbonara

Facciamo finta, tanto per capirci, di scrivere l’algoritmo della carbonara in Python.

# Importa le "librerie" necessarie
import ingredienti
import utensili

# Prepara gli ingredienti
uova      = ingredienti.uova(2)
pecorino  = ingredienti.formaggio("pecorino romano", 50, "grammi")
guanciale = ingredienti.carne("guanciale", 100, "grammi")
spaghetti = ingredienti.pasta("spaghetti", 200, "grammi")
sale      = ingredienti.spezia("sale", "q.b.")
pepe      = ingredienti.spezia("pepe nero", "q.b.")

# Prepara gli utensili
pentola   = utensili.pentola()
padella   = utensili.padella()
ciotola   = utensili.ciotola()

# Fase di cottura
pentola.riempi(d'acqua)
pentola.porta_a_ebullizione()
pentola.salare_acqua(sale)

spaghetti.aggiungi_in_acqua(pentola)
spaghetti.cuoci(10)  # Tempo di cottura specifico per gli spaghetti

guanciale.taglia_a_cubetti()
padella.scalda(guanciale)
padella.rosseggia(guanciale)

# Fase di preparazione delle uova
uova.rompi_in_ciotola()
uova.mescola(pecorino)
uova.pepata(pepe)

# Combinazione degli ingredienti
ciotola.unisci(spaghetti)
ciotola.unisci(guanciale)
ciotola.unisci(uova)

# Servi la Carbonara
ciotola.servi()

Gli algoritmi sono fondamentali nell’informatica e nella programmazione, in quanto forniscono un metodo sistematico per risolvere problemi e compiere operazioni. Possono essere pensati come “ricette” dettagliate che specificano come raggiungere un obiettivo attraverso una serie di passi logici. Vengono usati, in modo analogo ma contestuale al mondo dei numeri e delle variabili, anche nella matematica.

Più formalmente, un algoritmo è una sequenza finita di passi ben definiti, non ambigui e eseguibili in un ordine preciso, che trasforma un insieme di input in un insieme di output, risolvendo così un problema specifico o compiendo una specifica operazione.

Proprietà degli algoritmi

Questa definizione sottolinea l’importanza della finitezza (un numero finito di passi), della precisione (i passi devono essere chiari e non ambigui) e dell’eseguibilità (i passi devono poter essere eseguiti in pratica) degli algoritmi. Gli input sono i dati di ingresso su cui l’algoritmo opera, mentre gli output sono i risultati prodotti dall’algoritmo dopo aver elaborato gli input.

Gli algoritmi possono essere scritti in diversi linguaggi di programmazione o espressi in modo più generale, indipendentemente da un linguaggio specifico. Possono variare in complessità, dalla risoluzione di problemi semplici come ordinare una lista di numeri, fino a compiti più complessi come il riconoscimento vocale, la crittografia o l’elaborazione delle immagini.

Un buon algoritmo dovrebbe essere corretto (risolve il problema in modo accurato), efficiente (impiega risorse come tempo e memoria in modo ottimale) e chiaro (facilmente comprensibile da chiunque lo legga). Gli algoritmi sono essenziali in una vasta gamma di applicazioni, tra cui l’informatica, l’ingegneria, la matematica, la biologia computazionale e molte altre discipline in cui è necessario risolvere problemi complessi.

Algoritmi in pseudo-codice

Il pseudocodice è un modo informale di descrivere l’implementazione di un algoritmo utilizzando una combinazione di linguaggio naturale e costrutti di programmazione semplificati. Non è legato a un linguaggio di programmazione specifico e viene utilizzato per descrivere logicamente e in modo chiaro l’approccio di risoluzione di un problema senza preoccuparsi dei dettagli sintattici di un linguaggio di programmazione reale.

L’obiettivo del pseudocodice è rendere più comprensibile l’approccio algoritmico a chiunque legga il codice, senza richiedere una conoscenza specifica del linguaggio di programmazione utilizzato per l’implementazione finale. Spesso il pseudocodice utilizza costrutti come “se”, “altrimenti”, “per”, “mentre” per descrivere cicli e decisioni, ma questi costrutti possono variare a seconda dello stile e delle convenzioni dell’autore.

Ecco un esempio semplificato di pseudocodice per l’algoritmo di ordinamento “Bubblesort”:

Come puoi vedere, l’esempio sopra utilizza una sintassi simile a un linguaggio di programmazione, ma senza essere vincolato da regole specifiche di formattazione o sintassi. Questo rende l’approccio algoritmico più comprensibile e più accessibile, specialmente quando si spiega o si documenta un algoritmo.