Разработка

Особенности визуализации алгоритмов и сервисы для ее реализации

Визуализация алгоритма – отображение эффективности и принципа его работы для более наглядного зрительного восприятия. Особенности, разновидности, краткая история, правила и три самых популярных сервиса.

Anton F, 23.05.2018

Зачем визуализировать алгоритмы

Любой алгоритм, даже собственноручно созданный, достаточно сложен для понимания, анализа и оценки работоспособности. Помочь в этом может визуализация, трансформирующая алгоритм в статичное или динамичное изображение. Визуальный способ восприятия информации – наиболее понятный и наглядный. То есть визуализация поможет взглянуть на созданный алгоритм со стороны. Это необходимо при обучении программированию.

Анимация алгоритмов

Один из вариантов визуализации – анимация. Весь алгоритм отображается пользователю в виде мультфильма. У этой системы есть один существенный минус – нет возможности остановиться и внимательно рассмотреть определенное изображение. Визуализация такого типа подходит не для всех случаев. К примеру, с ее помощью можно оценить скорость работы алгоритма, но нет возможности понять, насколько правильно он работает. На видео ниже представлен пример анимированной визуализации алгоритма:

На изображении представлен пример статичной визуализации алгоритма, предложенный Майклом Бостоком (специалист по дата-майнингу).

История визуализации алгоритмов

Еще в 70-х годах 20-го века предпринимались первые, но не особо успешные попытки реализовать визуальное отображение алгоритмов. Вплоть до начала 80-х годов эта полезная функция была не слишком распространена, пока в 1981 году не вышел фильм Рональда Беккера, в котором была наглядно показана визуализация девяти базовых вариантов алгоритмов. Его длительность составляла всего 30 минут.

После этого визуализация алгоритмов стала очень популярной, ведь фильм продемонстрировал очевидную пользу от такого зрительного анализа. Были созданы (и до сих пор создаются) специальные программы и онлайн-сервисы, позволяющие визуализировать алгоритмы. Сегодня любой пользователь, которому потребуется подобная система, сможет выбрать самую подходящую программу среди множества предложений. Следует учитывать, что количество вариантов визуализации постоянно меняется, исчезают устаревшие, появляются новые и так далее. В конце статьи представлен краткий перечень актуальных и популярных на данный момент онлайн сервисов.

Правила визуализации алгоритмов

Существует перечень особых правил, которым должен соответствовать любой сервис визуализации алгоритма. Их выработал создатель Animated Algorithms, Питер Глур.

Должна быть история выполнения.

Должна быть возможность анализировать алгоритм и сравнивать его с другими аналогами.

Представление должно быть в пиктограммном и символьном виде.

Сервис (программа) должен поддерживать интерес пользователя.

Главное – визуальная часть, на нее должен быть основной упор.

Сервис (программа) должен подстраиваться под уровень знаний пользователя.

Пользователь может ошибаться. На его ошибки нужно указывать.

Система должна быть лаконичной, но предельно ясной.

Сервис (программа) должен быть полностью интерактивным.

Обязана сохраняться последовательность выполнения алгоритма.

Все сервисы и программы в той или иной степени придерживаются этих правил, но их реализация различается. Именно поэтому до сих пор не существует единственного и универсального сервиса, который смог бы затмить всех конкурентов.

Примеры популярных сервисов

главная особенность сайта заключается в возможности отображать визуализацию рядом с отдельными участками кода

На сайте предложена коллекция самых популярных алгоритмов, в которые можно самостоятельно вносить изменения и смотреть, как это отражается на визуализации

простой и понятный сайт с интересными вариантами визуализации.