機智問答

什麼是運算思維？

「抽象化」是把不必要的條件剔除，留下問題核心的思考方法。

　生活中充滿了各式各樣看似簡單，實則複雜的問題。例如說，每個路口的紅綠燈，在不同時間，到底哪些應該是綠燈，哪些應該是紅燈，才能順利疏導車流，還能兼顧交通安全？又如辛苦的外送員，要走哪條路才能快速把餐點送到你手上？

　這些問題沒有標準答案，甚至有很多不同的解答方法。所以今天要來介紹「運算思維」（Computational Thinking），這種能幫我們找到答案的「方法」。

　不同於編寫程式、創造人工智慧，甚至是設計虛擬實境，運算思維強調的是想事情的方式。儘管科學家還沒有統一的定義，但是運算思維許多步驟中有兩個重要元件：「抽象化」和「演算法設計」。

抽象化
找出關鍵問題

　「抽象化」，就是把複雜的問題化繁為簡的過程。在外送員的例子中，可以先把問題「分解」成幾個更小的問題，更容易找到答案。

　例如想讓餐點最快送到你手上，需要「餐廳最有效率的準備食物」、「外送員要準時抵達餐廳拿到你點的食物」，以及「外送員要騎車走最快抵達你所在地的道路」等幾個條件。

　這時候我們會發現，後面兩個問題十分類似，都是想知道從甲到乙地最短的路徑；這時並不需要知道你點的是雞排還是珍珠奶茶，也不需要知道外送員騎的是油車還是電動車，更不需要知道今天外送員是穿什麼顏色的上衣。

　排除掉非必要的條件後，這個送餐問題就可以轉化成一張很簡單的圖，圖片中只留下必須有的資訊：起點、終點，以及兩點之間所有的道路長度。

　剔除所有不需要知道的細節，只留下我們在乎的資料，這樣的過程就叫做抽象化。

　要特別注意的是，抽象化並不會把問題變簡單，而是讓你更專心在解答關鍵問題上，並在未來看到有點不一樣的問題時，依然可以套用類似的解法來處理。

演算法設計
解決核心問題SOP

　「演算法設計」就是針對這個抽象化過後的問題，透過一系列方法和步驟來找出答案。

　例如可以把所有從甲地到乙地的可能路徑組合先寫下來，接著走過每一條路徑，記錄每段距離，最後從這些紀錄中找出最短路徑；另一種方法，是每走到一個圓環或路口，就選擇走距離下個路口最短的道路（註：這個方法不一定能找到最短路徑）。

　這兩種方法都可以讓你找到從甲地到乙地的路徑，而且以後只要是可以抽象化為「找到甲地到乙地最短路徑」的大問題，都可以用預先設計好的「演算法」來找到答案。

「演算法設計」則是透過建立一套流程來解決問題，有時也能讓電腦幫我們處理流程內容。

運算思維
可以在生活中練習

　日常生活中還有數不清的問題，挑戰我們的「解決問題能力」。這些題目未必是數學，也可能是介紹家鄉美食給異地朋友，或是用新學的語言閱讀小說。

　面對這些問題，你也可以試著用運算思維來解決──將問題拆解，找出這些小問題共同的規則，將它抽象化，再列出各種可以幫你達到目的的「演算法」。

　撰寫程式，其實就是用電腦讀得懂的語言，把運算思維的結論請電腦代為執行呵！