El diseño de algoritmos es una habilidad requerida en cualquier estudiante/profesional de la programación y las Ciencias de la Computación. Lo que hasta ahora suponía horas y horas de trabajo, con la llegada de herramientas de IA, podemos realizar estos análisis en poco tiempo, diseñando algoritmos de manera efectiva y paso a paso. En este artículo veremos cómo usar inteligencias artificiales como por ejemplo ChatGPT en este proceso. Empezamos!

1. ¿Qué es un prompt?

Un prompt, en el contexto de la inteligencia artificial, es una instrucción o pregunta que se da a un modelo de IA para obtener una respuesta específica. Es esencialmente la entrada que proporciona el usuario para guiar la salida del modelo.

En el caso de ChatGPT, un prompt bien diseñado puede ayudar a dirigir la IA para que produzca resultados más precisos y útiles. Los prompts pueden variar desde simples preguntas hasta instrucciones complejas y detalladas que guían al modelo a través de un proceso paso a paso.

2. ¿Qué es un algoritmo?

Un algoritmo es un conjunto de instrucciones precisas y bien definidas que se siguen de manera secuencial para realizar una tarea específica o resolver un problema concreto. En esencia, los algoritmos actúan como una receta que guía el proceso de toma de decisiones y ejecución de operaciones en un sistema, asegurando que cada paso se lleve a cabo de manera lógica y eficiente.

Los algoritmos son fundamentales en la informática y la programación porque constituyen la base de todo software y sistema computacional. Sin algoritmos, las computadoras serían incapaces de procesar datos, realizar cálculos, tomar decisiones automáticas o interactuar con los usuarios. Desde los algoritmos simples que ordenan listas de números, hasta los complejos que permiten la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, cada programa que utilizamos a diario depende de algoritmos para funcionar correctamente.

Algunos de los algoritmos clásicos en Computación son:

• Algoritmos de ordenamiento, como el algoritmo de burbuja, el de inserción, el de selección, quicksort o merge sort.
• Algoritmos de búsqueda, como la búsqueda lineal y la búsqueda binaria
• Algoritmos de grafos como el de Dijkstra (ver Dijkstra y su visión sobre los algoritmos y la programación y De grafos y árboles binarios: semejanzas y diferencias)

Algunos de estos los veremos en el post de hoy.

Usar prompts para diseñar algoritmos con ofrece varias ventajas:

1. Eficiencia. Puede generar rápidamente código base y pseudocódigo, ahorrando tiempo en la fase inicial de diseño.
2. Exploración de alternativas. Se pueden generar y comparar fácilmente múltiples enfoques para resolver un problema.
3. Explicaciones detalladas. Puede proporcionar explicaciones paso a paso del funcionamiento del algoritmo, lo que ayuda en la comprensión y el aprendizaje.
4. Optimización. Se pueden solicitar y aplicar optimizaciones de manera iterativa.
5. Documentación automática. Puede generar comentarios y documentación junto con el código.
6. Flexibilidad. Los prompts se pueden ajustar para adaptarse a diferentes niveles de experiencia y necesidades específicas.
7. Aprendizaje interactivo. El proceso de diseño se vuelve una conversación interactiva, facilitando el aprendizaje y la resolución de problemas.

4. El diseño de algoritmos usando el prompt

4.1. El prompt

Después de realizar varias pruebas, aquí está el prompt mejorado para diseñar algoritmos con ChatGPT. Puedes copiarlo libremente y utilizarlo para la creación de tus propios algoritmos. Por supuesto, si lo ves necesario puedes hacer modificaciones y compartirlas en comentarios.

ChatGPT, necesito tu ayuda para diseñar e implementar un algoritmo. Por favor, sigue estos pasos:

1. Solicítame una breve descripción del problema que necesito resolver.

2. Basándote en mi descripción, propón 2-3 enfoques algorítmicos posibles, explicando brevemente las ventajas y desventajas de cada uno.

3. Pídeme que elija un enfoque o que proporcione más detalles si es necesario.

4. Una vez elegido el enfoque, pregúntame que datos de entrada necesito introducir y permíteme que los introduzca

5. Infórmame de la salida esperada después de aplicar el algoritmo

6. Pregúntame por cualquier restricción o condición especial

7. Desarrolla el algoritmo paso a paso, solicitando mi input cuando sea necesario para nombres de variables o detalles específicos.

8. Implementa el algoritmo en pseudocódigo 

9. Pregúntame en qué lenguaje de programación quiero que implementes el algoritmo 

10. Escribe el algoritmo en ese lenguaje

11. Explica el funcionamiento del código

12. Haz una descripción de la complejidad temporal y espacial del algoritmo.

13. Sugiere y aplica optimizaciones posibles.

14. Proporciona otros ejemplos de casos de prueba, incluyendo casos límite.

15. Ofrece una versión comentada del código final y una breve documentación.

Este prompt tiene varias ventajas importantes:

1. Estructura clara, ya que proporciona una secuencia paso a paso bien definida para abordar el diseño e implementación de algoritmos. Esto asegura un enfoque sistemático y completo.
2. Interactividad, ya que fomenta un diálogo continuo entre el usuario y el asistente, permitiendo una colaboración más efectiva y personalizada.
3. Flexibilidad ya que permite considerar múltiples enfoques antes de elegir uno, lo que puede llevar a soluciones más óptimas.
4. Profundidad técnica. Cubre aspectos importantes como la complejidad del algoritmo, optimizaciones y casos de prueba, lo que resulta en un análisis más completo.
5. Aplicabilidad general. Este prompt puede utilizarse para una amplia variedad de problemas algorítmicos, lo que lo hace muy versátil.

6. Ejemplo de uso: Bubble Sort

Vamos a probar este prompt usando como ejemplo el algoritmo de ordenación de burbuja (bubble sort en inglés). Para que veas el resultado, voy a poner aquí los screenshots de la conversación. Recuerda que es un algoritmo interactivo por lo que para que ChatGPT pueda realizarlo, tienes que guiarle en lo que tú quieres.

Esto es lo que ocurre después de insertar el prompt:

Ahora ChatGPT me pide que le introduzca la información. En este ejemplo, he introducido lo siguiente:

4a. Lista de números: [6, 4, 8, -2, -4, 10, 12, 24, 11, -3]; 4b. Descendiente; 4c. No

Y continúa con el siguiente paso:

Posteriormente, me pide en qué lenguaje quiero implementar el algoritmo. Le digo que en Python y éste es el resultado:

Y el algoritmo continúa con los siguientes casos:

Y así es cómo termina ChatGPT de diseñar, probar y testear el algoritmo de ordenación de burbuja a partir de una serie de preguntas que nos hace y nosotros le respondemos. Este mismo ejemplo se puede repetir para otros algoritmos y, como tiene un enfoque interactivo, nosotros siempre estamos diciéndole a la IA qué es lo que tiene que hacer, cómo y con qué datos.

7. Conclusión

El uso de prompts bien diseñados con ChatGPT (o con otra IA) para la creación de algoritmos ofrece una poderosa herramienta para programadores y estudiantes de Ciencias de la Computación. Acelera el proceso de diseño e implementación de algoritmos y además proporciona explicaciones detalladas, análisis de complejidad y sugerencias de optimización.

Sin embargo, es importante recordar que mientras que la IA es una herramienta valiosa, ésta no reemplaza la comprensión fundamental de los principios algorítmicos. En mi opinión personal, creo que este prompt que he diseñado es bueno para que la implementación o el estudio del código sea rápido y eficaz. Sin embargo, pienso que se debe usar esta herramienta como un complemento al conocimiento que tenemos sobre los algoritmos y nunca como un sustituto.

Si te ha gustado este artículo y la forma de implementar este prompt, no dudes en dejarme un comentario abajo. Así sabré si te ha gustado (o no). Gracias.

Un saludo!