李玲玲C课件最终版-第二章

– 算法简练通用
如果改成求1 如果改成求1×2×3×...×1000，只需将步骤5中对i的 ...×1000，只需将步骤5中对i 判断改成1000既可。 判断改成1000既可。
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2.2 简单算法举例
如果改成1 如果改成1×3×5×7×9×11×13，算法如下： 11×13，算法如下： 1. 令p=1 2. 令i=3 3. 使p×i，并将乘积放入p中，表示为p=p×i ，并将乘积放入p中，表示为p=p× 4. 使 i 的值加2，表示为 i=i+2 的值加2 5. 如果i不大于13，返回到步骤3继续向下执行；否则算法 如果i不大于13，返回到步骤3 结束，p 结束，p中的值即最后结果。
•
由基本结构构成的算法属于“结构化”的算法， 由基本结构构成的算法属于“结构化”的算法， 不存在无规律的转向。 不存在无规律的转向。
•
只要符合上述的四个特点的结构，都称为基本 只要符合上述的四个特点的结构，都称为基本 结构。 结构。
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四、用N-S流程图表示算法
• •
1973年 Nassi和Shneiderman提出 也称盒图。 1973年，Nassi和Shneiderman提出，也称盒图。 提出， 完全取消了流程线，全部算法写在一个矩形框内。 完全取消了流程线，全部算法写在一个矩形框内。
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五、用伪代码表示算法
•
流程图和N 图画起来都比较费事，在算法设计 流程图和N-S图画起来都比较费事，在算法设计 不宜使用。 过程不宜使用 过程不宜使用。
•
伪代码是用介于自然语言和计算机语言之间的文 伪代码是用介于自然语言和计算机语言之间的文 字和符号来描述算法。 字和符号来描述算法。
•
书写方便，格式紧凑，易懂， 书写方便，格式紧凑，易懂，便于向计算机语言 过渡。 过渡。
– 炒肉片 买肉(20)→切肉(1)→切葱(0.5)→热锅(2)→炒肉(3) 买肉(20)→切肉(1)→切葱(0.5)→热锅(2)→炒肉(3) 耗时26.5 耗时26.5
买肉(20)→热锅(2) 买肉(20)→热锅(2)
→炒肉(3) 炒肉(3) 耗时25 耗时25
→切肉(1)→切葱(0.5) → 切肉(1)→切葱(0.5) – 在12 23 25 33 45 57 80这列数中定位到57 80这列数中定位到 这列数中定位到57 12→23→25→33→45→57 12→23→25→33→45→57 33→57 33→57
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算法的例子
•
求100以内的自然数的累加和 100以内的自然数的累加和
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2.2 简单算法举例
•
例2 有50个学生，要求将他们之中成绩在80分以上者打 50个学生，要求将他们之中成绩在80分以上者打 印出来。
– 用i表示序号，ni表示第i个学生的学号，gi表示该学生的成绩。 表示序号，ni表示第i个学生的学号，gi表示该学生的成绩。 算法： 1. 令i=1 2. 如果gi≥80，打印ni和gi。 如果gi≥80，打印ni和gi。 3. i=i+1 4. 如果i不大于50，返回到步骤2继续向下执行；否则算法结束。 如果i不大于50，返回到步骤2
6步 2步
4
2.1 算法的概念
•
算法的分类
– 数值运算算法：
* 求数值解
– 非数值运算算法：
* 事物管理领域
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5
2.2 简单算法举例
•
例1 求1×2×3×4×5
– 最原始的方法：
1. 求1×2, 得结果2。 得结果2 2. 将第1步得到的结果再乘以3, 得结果6。 将第1步得到的结果再乘以3, 得结果6 3. 将第2步得到的结果再乘以4, 得结果24。 将第2步得到的结果再乘以4, 得结果24。 4. 将第3步得到的结果再乘以5, 得120。即最后结果。 将第3步得到的结果再乘以5, 120。即最后结果。
– 自然语言 – 传统流程图 – 结构化流程图 – N-S流程图 – 伪代码 – 计算机语言
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一、用自然语言表示
•
自然语言指人们日常使用的语言，如汉语、英语等 自然语言指人们日常使用的语言，如汉语、
– 2.2节中介绍的算法是用自然语言写的 2.2节中介绍的算法是用自然语言写的
•
用自然语言表示算法通俗易懂，但不严谨，容易产 用自然语言表示算法通俗易懂，但不严谨， 生歧义
2.
三种基本结构
– 顺序结构 – 选择结构 – 循环结构
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三、三种基本结构和改进的流程图
•
顺序结构
A
B
18
三、三种基本结构和改进的流程图
•
选择结构
真 A P 假 真 A P 假 B
单选择
k k=k1 A1 k=k2 A2 ...
二分支选择
k=kn k=ki Ai ... An
多分支选择
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三、三种基本结构和改进的流程图
•
除非问题很简单，一般不用自然语言描述算法 除非问题很简单，
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二、用流程图表示
• • •
流程图是用一些图框表示各种操作。 流程图是用一些图框表示各种操作。 是用一些图框表示各种操作 用流程图表示算法直观形象，易于理解。 用流程图表示算法直观形象，易于理解。 美国国家标准化协会ANSI规定了一些常用的流程 美国国家标准化协会ANSI规定了一些常用的流程 图符号。 图符号。
起止框 输入输出框 判断框 处理框
或
流程线
连接点
注释框
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二、用流程图表示
例1：输入a、b的值，输出较大者。
开始 输入a,b的值 真 假
a≥b
输出a的值
输出b的值
结束
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二、用流程图表示
例2：计算1x3x5x...x13的值
开始 p=1 i=1 p=p×i i=i+2 真 i≤13 假 输出p的值 结束
–
算法正确，但过于繁琐
如果问题改成求1 如果问题改成求1×2×3×...×1000，需要999步才行。 ...×1000，需要999步才行。
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2.2 简单算法举例
– 改进的方法：
先设两个变量p 先设两个变量p和i，p代表被乘数，i代表乘数；将每一步 代表被乘数，i 乘积直接放入被乘数变量p 乘积直接放入被乘数变量p中；用循环算法求结果。 1. 令p=1 2. 令i=2 3. 使p×i，并将乘积放入p中，表示为p=p×i ，并将乘积放入p中，表示为p=p× 4. 使 i 的值加1，表示为i= i+1 的值加1，表示为i= 5. 如果i不大于5，返回到步骤3继续向下执行；否则算 如果i不大于5，返回到步骤3 法结束，p 法结束，p中的值即最后结果。
A B
p
成立 否则
当p成立 A A 直到p成立
A
B
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四、用N-S流程图表示算法
•
N-S图表示算法的优点: 图表示算法的优点:
–比文字描述直观、形象、易于理解 比文字描述直观、形象、 –比传统流程图紧凑易画 –废除了流程线 * 整个算法结构是由各个基本结构按顺序组成的， 整个算法结构是由各个基本结构按顺序组成的， N--S流程图中的上下顺序就是执行时的顺序。 --S流程图中的上下顺序就是执行时的顺序。 用N--S图表示的算法都是结构化的算法 --S
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•
•
2.5 结构化程序设计方法
结构化程序设计方法
自顶向下 逐步细化 模块化设计 结构化编码
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2.5 结构化程序设计方法
自顶向下，逐步细化
直接将各小段表达为文字语句为止
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2.5 结构化程序设计方法
•
自顶向下，逐步细化方法的优点： 自顶向下，逐步细化方法的优点 – 考虑周全，结构清晰，层次分明，作者容易写， 读者容易看。 – 如果发现某一部分中有一段内容不妥，需要修改， 只需找出该部分修改有关段落即可，与其它部分无 关。我们提倡用这种方法设计程序。这就是用工程 关。我们提倡用这种方法设计程序。这就是用工程 的方法设计程序。 的方法设计程序。
•
循环结构
P 真 A 假
当型(while型)循环
直到型(until型)循环
A 假 P 真
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三、三种基本结构和改进的流程图
3. 三种基本结构的共同点
只有一个入口 一个出口 结构内每一部分都有机会被执行 结构内不存在“死循环” 结构内不存在“死循环”
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三、三种基本结构和改进的流程图
•
已经证明， 已经证明，用上述三种基本结构顺序组成的算 解决任何复杂的问题。 法结构，可以解决任何复杂的问题 法结构，可以解决任何复杂的问题。
•
教学重点与难点
– 算法的特征与算法的表示 – 结构化程序设计的三种基本结构
2
提纲
• • • • •
2.1 算法的概念 2.2 简单算法举例 2.3 算法的特性 2.4 算法的表示 2.5 结构化程序设计方法
3
2.1 算法的概念
• •
算法就是解决一个问题所采取的步骤 算法的好坏决定了解决问题的效率
当i <=5
i <=5 y P*i p i+1 i
结束
练习：求Ｓ＝ ∑N,写出其算法 返回
N= 1
100
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2.5 结构化程序设计方法
•
结构化程序： 结构化程序：使用三种基本结构设计的程序叫结构 化程序 基本思想：把一个复杂问题的求解过程分阶段进行， 基本思想：把一个复杂问题的求解过程分阶段进行， 分阶段进行 每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理 的范围内 优点：结构清晰，易读，提高程序设计质量和效率， 优点：结构清晰，易读，提高程序设计质量和效率， 强调程序设计风格和程序结构的规范化 程序设计风格和程序结构的规范化， 强调程序设计风格和程序结构的规范化，提倡清晰 的结构
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二、用流程图表示
•
Hale Waihona Puke 小结： 小结： 一个流程图包括以下几个部分： 一个流程图包括以下几个部分：
– 表示相应操作的框 表示相应操作的框 – 带箭头的流程线 带箭头的流程线 – 框内必要的文字说明 框内必要的文字说明
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16
三、三种基本结构和改进的流程图
1.
传统流程图的弊端
– 流程线的大量使用造成阅读困难，修改困难 流程线的大量使用造成阅读困难，
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9
2.3 算法特性
•
有穷性
– 有限的操作步骤
•
确定性
– 每一个步骤都是确定的
•
有零个或多个输入
– 输入：在执行算法时从外界取得的信息
•
有一个或多个输出
– 算法的目的是为了求解，得到结果
•
有效性
– 每个步骤都能有效执行，并得到确定的结果
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2.4 算法的表示
•
常用的算法表示方法： 常用的算法表示方法：
第二章 算 法
程序设计方法+ 程序=算法+ 程序=算法+数据结构 +程序设计方法+语言工具和环境
灵魂 加工对象 方法 工具
•
教学目与要求
– 理解算法的含义 – 掌握算法的特性和怎样表示一个算法 – 掌握结构化程序设计的三种基本结构及设计方法
•
教学内容
– 算法的概念 – 算法的特性和怎样表示一个算法 – 结构化程序设计的三种基本结构
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2.5 结构化程序设计方法
•
模块设计的方法 模块设计的方法 – 基本思想：“分而治之”的思想，把一个大任务分 基本思想：“分而治之” 为若干个子任务，每一个子任务就相对简单了。 – 子模块一般不超过50行。 子模块一般不超过50行。 – 划分子模块时应注意模块的独立性，即：使一个模 划分子模块时应注意模块的独立性，即：使一个模 块完成一项功能，耦合性愈少愈好。 块完成一项功能，耦合性愈少愈好。
•
例 求5!。 #include <stdio.h> void main() { int i,t; t=1;i=2; while(i<=5) { t=t*i; i=i+1; } printf("%d\n",t); }
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几种算法表示方法比较： 几种算法表示方法比较：
例:求5！
自然语言 S1: 1 p S2: 2 i S3: p*i p S4: i+1 i S5: 若i<=5, 返回s3 返回 S6: 结束 流程图 开始 1 2 n p i N-S图 图 1 2 P*i i+1 p i p i 伪代码 Ｃ语言 BEGIN main() 1=>p {int i,p; 2=>i p=1; while i<=5 i=2; {p*i=>i while(i<=5) i+1=>i {p=p*i; } i=i+1; print i } END printf(“%d”,t); }
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•
例：打印x的绝对值伪码表示的算法 打印x if x is positive then print x else print -x
若x为正 输出 x 否则 输出 –x
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六、用计算机语言表示
•
只有用计算机语言描述 的算法才能被计算机的 编译环境识别，并被处 编译环境识别， 执行。 理、执行。 用计算机语言表示算法 必须严格遵守 遵守所用语言 必须严格遵守所用语言 语法规则。 的语法规则。