2 程序的灵魂-算法 - 黄淮学院

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第2章 程序的灵魂——算法

第2章 程序的灵魂——算法

教材认为:
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 工具
<
>
C语言程序设计
第二章 程序的灵魂——算法
§2.1 算法的概念
为解决一个问题而采取的方法和步骤,就成 为算法。例如:歌曲的乐谱,建造房子等。 算法核心是解决“做什么”和“怎么做”的 问题。
P15页的例2.1,求1……5之积。 可以有多种方法,一般采用简单和运算步骤少 的。准确、高效
第二章 程序的灵魂——算法
§课后作业
P36页习题:
2.4、2.8(结合实验指导读懂答案) 用N-S图表示2.4题中⑴⑵⑹ 用传统流程图求解以下问题:将一个16进制数 转化为10进制数
复习二进制的基本概念
“计算机文化基础”一书中P27~33页
<
>
P 真 A

当P为真 A
直到型循环结构
A 假 P 真 A 直到P为真
注:A,B,A1….An可以是一个简单 语句,也可以是一个基本结构 < >
C语言程序设计
第二章 程序的灵魂——算法
三种基本结构的共同特点:
只有一个入口; 只有一个出口; 结构内的每一部分都有机会被执行到; 结构内不存在“死循环”。
三种基本结构
顺序结构
A A B N-S图
流程图
B
<
>
C语言程序设计
第二章 程序的灵魂——算法
选择结构 二分支选择结构

P
假 真 B A
P B

A
k k=k1 k=k2 k=kn k=ki ... Ai ... An
多分支选择结构

c语言2008-2

c语言2008-2

流程图表示
例2.7 例2.2 的算法流程 图,见图2-8
Y 输出ni、 gi 开始 1=>i gi≥80
如果包 括输入 数据部 分,流 程图见
图2-9
13
C语言程序设计
程序的灵魂——算法 第二章 程序的灵魂 算法
流程图表示
开始 2000=>y
y不能被4整除
例2.8 例2.3判定闰年的 算法流程图,见图2-10
C语言程序设计
程序的灵魂——算法 第二章 程序的灵魂 算法
2.2 简单算法举例
例2.2 有50个学生,输出80分以上的学生的 学号和成绩。n:学号, ni :第i个学生的学号。 g:成绩, gi :第i个学生的成绩。算法如下:
S1: 1=>i S2: 如果gi≥80,则输出ni和gi;否则不输出 S3: i+1=>I S4:如果i≤50,返回S2,继续执行;否则,算法结束。
25
C语言程序设计
程序的灵魂——算法 第二章 程序的灵魂 算法
用计算机语言表示算法
例题2.20 将例2.16表示的算法(求5!)用C语言表示。
#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); }
5
C语言程序设计
程序的灵魂——算法 第二章 程序的灵魂 算法
2.2 简单算法举例
例2.3 判断2000-2500年中每年是否为闰年。 闰年的条件(1)能被4整除,但不能被100 整除;(2)能被100整除,又能被400整除。
设y为检测年份。算法如下: S1: 2000=>y S2:若y不能被4整除,则输出y”不是闰年”。然后转到S6 S3:若y能被4整除,不能被100整除,则输出y” 是闰年”。 然 后转到S6 S4:若y能被100整除,又能被400整除,则输出y” 是闰年”。 然后转到S6 S5:输出y”不是闰年” S6: y+1=>y S7:当y≤2500时,转S2继续执行,否则算法终止

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main( ) 前应用预处理命令声明(末尾不带;号) 动态分配:malloc.h
{
/*与*/之间为注释,不编译不执行
说明 部分
float
x;
/*说明x为实型变量*/
执行 x=sin(0.19199); /*调用sin函数*/ 部分 printf(“%f \n”, x);
main调用sin 和printf函数
函数体
printf(“average= %f\n”, ave); return(aver);
}
}
数据类型:
float 实型(单精度) int 整型 char 字符型 double 实型(双精度)
函数值类型 函数名(变量类型 变量名,…)
{ 说明部分;/*声明用到的量*/ 执行部分;/*return一般在最后,可没有*/
机器语言 汇编语言
面向过程
高级语言
面向对象
翻译
8
二、程序翻译方式
解释
边翻译边执行 不产生目标代码
Basic
编译
先翻译后执行 产生目标代码
C、C++
9
例如:
Basic源程序
X=1
01代码 执行
Y=2
01代码 执行
Print X+Y 01代码 执行
解释
C源程序
main( ) {int x , y; x=1; y=2; printf(“%d,%d\n”,x,y); }
}
22
两种放置顺序:
先定义后使用的顺序:
float average(float x, float y, float z) {
float aver; aver=(x+y+z)/3; return(aver); }

第二章 程序的灵魂——算法

第二章 程序的灵魂——算法

例 2.1
求 5!
例 2.3
判定 2000-2500 年中的每一年是否是闰年。
五、用 N-S 流程图表示算法
旁批栏:
例 2.1
求 5!
例 2.3
Hale Waihona Puke 判定 2000-2500 年中的每一年是否是闰年。
小结 介绍了算法的概念,掌握用流程图和 N-S 流程图表示算法的方 法。
S2:若 y 不能被 4 整除,则输出“y 不是闰年” ,转到 S6 S3:若 y 能被 4 整除,不能被 100 整除,则输出“y 是闰年” , 转到 S6 S4:若 y 能被 4 整除,又能被 400 整除,则输出“y 是闰年” , 转到 S6 旁批栏: S5:输出“y 不是闰年” S6:y+1 y S7:若 y≤2500,返回 S2;否则,结束。 算法的特性: (1)有穷性; (2)确定性; (3)有零个或多个输入; (4)有一个或多个输出; (5)有效性。 四、用流程图表示一个算法 流程图是用一些图框来表示各种操作。
课题:
第二章 程序的灵魂——算法 教学目的及要求: 了解算法的概念; 掌握用流程图表示算法的方法; 掌握用 N-S 流程图表示算法的方法。 教学重点: 用流程图表示一个算法的方法; 用 N-S 流程图表示算法的方法。 教学难点: 用流程图表示一个算法;用 N-S 流程图表示算法。 教学步骤及内容 : 第二章 程序的灵魂——算法 一、复习上节课内容。 程序的一般构成、C 上机的方法和步骤) (C 二、算法介绍 一个程序应包括两个方面的内容。 1、对数据的描述。 数据的类型和数据的组织形式, 即数据结构。 2、对操作的描述。即操作步骤,算法。 数据结构+算法=程序 算法:为解决一个问题而采取的方法和步骤。 三、算法举例 例 2.1 求 5! S1:1 t S2:2 i S3:t*i t S4:i+1 i S5:若 i≤5,返回 S3;否则,结束。 例 2.3 判定 2000-2500 年中的每一年是否是闰年。 闰年的条件: (1) 能被 4 整除, 但不能被 100 整除的年份。 1996、 如 2004。 (2) 能被 100 整除,又能被 400 整除的年份。如 1600。 设 y 为被检测的年份。 S1:2000 y 旁批栏:

第2A章 程序的灵魂——算 法(zym)

第2A章 程序的灵魂——算 法(zym)

流程线
· 21·
例如: 输入x和y的值,然后比较x和y的值,如果x大于 y,则输出x的值,否则输出y的值。
起止框
输入/输出框 开始 输入x和y
判断框 Y
处理框 z= x 流程线
x >y ?
N z= y
输出z 结束
· 22·
例2.6 用流程图表示例2.1(求5!)
开始
1=>t
2=>i t*i=>t i=i+1 N i>5 Y 结束

4.有一个或多个输出

· 17·
2.3 算法的特性

5.有效性

程序算法的每一步都应该能有效地执行。 例:若b=0,则a/b是无法执行的
· 18·
2.4 怎样表示一个算法


自然语言表示算法 传统流程图表示算法 结构化流程图(N-S)表示算法 计算机语言表示算法
· 19·
2.4.1 自然语言表示法
· 31·
例2.11用N-S图表示例2.1的求5!。
图2.29
· 32·
例2.13用N-S图 表示例2.3判定 2000-2500间的 闰年。
图2.32
· 33·
2.4.6 计算机语言表示算法
main()
严格遵守所用语言 的语法规则 例2.20: 用C语言表示5!

{ int i,t; t=1;
· 13·
例2.3 对一个大于或等于3的正整数,判断它是不 是一个素数。



素数:除了1和本身之外,不能被其他任何整数整除 的数。 判断规则:将n作为被除数,将2到(n-1)各个整数轮流 作为除数,如果都不能被整除,则n是素数。 算法描述

C语言第2章 程序的灵魂——算法

C语言第2章 程序的灵魂——算法

则算法可表示如下: S1: 1→i S2: 如果gi≥80,则打印ni和gi,否则不打印 S3: i+1→i S4:若i≤50, 返回S2,否则,结束。
【例2.3】判定2000 — 2500年中的每一年是否闰年,将结果输出。 润年的条件: 能被4整除,但不能被100整除的年份; 能被100整除,又能被400整除的年份; 设y为被检测的年份,则算法可表示如下: S1: 2000→y S2:若y不能被4整除,则输出y“不是闰年”,然后转到S6 S3:若y能被4整除,不能被100整除,则输出y“是闰年”,然后转到S6 S4:若y能被100整除,又能被400整除,输出y“是闰年” 否则输出y“不是闰 年”,然后转到S6 S5:输出y“不是闰年”。 S6:y+1→y S7:当y≤2500时, 返回S2继续执行,否则,结束。
2.1 算法的概念
做任何事情都有一定的步骤。为解决一个问题而采取的方法和步骤,就称为算法。 计算机算法:计算机能够执行的算法。
计算机算法可分为两大类: 数值运算算法:求解数值; 非数值运算算法:事务管理领域。
2.2 简单算法举例
【例2.1】求1×2×3×4×5。 算法: S1: 使t=1 S2: 使i=2 S3: 使t×i, 乘积仍然放在在变量t中,可表示为t×i→t S4: 使i的值+1,即i+1→i S5: 如果i≤5, 返回重新执行步骤S3以及其后的S4和S5;否则,算法结束。 如果计算100!只需将S5:若i≤5改成i≤100即可。
2.4.3 三种基本结构和改进的流程图 顺序结构:
选择结构:
循环结构:
三种基本结构的共同特点: 只有一个入口; 只有一个出口; 结构内的每一部分都有机会被执行到; 结构内不存在“死循环”。

2022年黄淮学院软件工程专业《计算机系统结构》科目期末试卷A(有答案)

2022年黄淮学院软件工程专业《计算机系统结构》科目期末试卷A(有答案)

2022年黄淮学院软件工程专业《计算机系统结构》科目期末试卷A(有答案)一、选择题1、开发并行的途径有(),资源重复和资源共享。

A.多计算机系统B.多道分时C.分布式处理系统D.时间重叠2、设16个处理器编号分别为0,1,2,...,15用Cube,互联函数时,第10号处理机与第()号处理机相联。

A.11B.8C.14D.23、计算机组成设计不考虑()A.专用部件设置B.功能部件的集成度C.控制机构的组成D.缓冲技术4、属计算机系统结构考虑的是()A.主存采用MOS还是TTLB.主存采用多体交叉还是单体C.主存容量和编址方式D.主存频宽的确定5、在计算机系统设计中,比较好的方法是()。

A.从上向下设计B.从下向上设计C.从两头向中间设计D.从中间开始向上、向下设计6、费林按指令流和数据流的多倍性把计算机系统分类,这里的多倍性指()。

A.系统瓶颈部件上处于同一执行阶段的指令流是数据流的多少倍。

B.系统瓶颈部件上处于同一执行阶段的数据流是指令流的多少倍。

C.系统瓶颈部件上处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数。

D.A和B7、从计算机系统结构上讲,机器语言程序员所看到的机器属性是()A.计算机软件所要完成的功能B.计算机硬件的全部组成C.编程要用到的硬件组织D.计算机各部件的硬件实现。

8、Cache存贮器常用的地址映象方式是( )。

A.全相联映象B.页表法映象C.组相联映象D.段页表映象9、流水机器对全局性相关的处理不包括( )A.猜测法B.提前形成条件码C.加快短循环程序的执行D.设置相关专用通路10、程序员编写程序时使用的地址是( )。

A.有效地址B.逻辑地址C.辅存实地址D.主存地址二、填空题11、要实现两条指令在时间上重叠解释,首先需要付出________,其次,要处理好指令之间可能存在的________12、指令系统是软件设计人员与硬件设计人员之间的一个主要________,也是他们之间互相沟通的一座桥梁。

C语言程序设计教案 第二章程序的灵魂

C语言程序设计教案 第二章程序的灵魂

第二章程序的灵魂-算法课题第二章程序的灵魂——算法教学目的1、了解算法的概念2、掌握结构化程序的三种基本结构,及算法的N-S图表示法教学重点教学难点怎样表示一个算法三种基本结构步骤一复习引导从C程序的构成到C程序的设计过程步骤二讲授新课一个程序包括以下两方面内容:1.对数据的描述。

在程序中要指定数据的类型和数据的组织形式,即数据结构;2.对操作的描述。

即算法,为解决一个问题而采取的方法和步骤。

3.著名计算机科学家Wirth提出一个公式:数据结构+算法=程序一、简单的算法举例例1:设有两个杯子A和B,分别盛放酒和醋,要求将它们互换。

S1:C ←AS2:A ←BS3:B ←C例2:从10个数中挑出最大数,并将之置入max。

S1:i=1, 令max等于第一个数;S2:i=i+1;S3:将max与第i 个数进行比较,若前者小于后者,将修正max为第i 个数;否则进行S4;S4:若i <10,则转到S2;否则输出max并结束。

例3:求1~100的和S1:sum←0,t←1;S2:sum←sum+tS3:t←t+1S4:若t <= 100,则转到S2,否则转到S5;S5:输出sum,结束。

例4:求n!S1:s ←1,t ←1;S2:s ←s * t;S3:t ←t+1;S4:若t <= n,则返S2,否则输出s并结束。

二、算法的特征有穷性;2.确定性;3.有零个或多个输入;4.有一个或多个输出;5.有效性;三、怎样表示一个算法1.用自然语言表示算法–通俗易懂,但易出现“歧义性”。

2.用流程图表示算法–直观形象,易于理解。

程序的三种基本结构:顺序结构、选择结构、循环结构3. 用N-S 流程图表示算法4. 用伪代码表示算法用计算机语言表示算法(即实现算法)四、结构化程序设计方法结构化程序设计方法强调:程序设计风格和程序结构的规范化,提倡清晰的结构。

–①自顶向下 –②逐步细化–③模块化设计 –④结构化编码步骤三 课堂小结1、 程序的三种基本结构:顺序、选择、循环2、 5种描述算法的方法,关键是N-S 图3、 灵活运用三种基本结构,学会结构化的程序设计方法步骤四 布置作业用N-S 图表示求解以下问题的算法:1、求8!2、将100~200之间的素数打印出来A B P T F A B。

【管理制度】第2章程序的灵魂算法

【管理制度】第2章程序的灵魂算法
值。
8
C程序设计
鲁来凤
第二章 程序的灵魂—算法
如果题目改为:求1×3×5×……×1000算法只需作很少的改动:
S1:1→p S2:3 → i S3:p×i → p S4:i+2 → i S5:若i≤11,返回S3。否则,结束。
9
C程序设计
鲁来凤
第二章 程序的灵魂—算法
用这种方法表示的算法具有通用性、灵活性。S3到S5组成一个 循环,在实现算法时 要反复多次执行S3,S4,S5等步骤,直到某 一时刻,执行S5步骤时经过判断,乘数i已超过规定的数值而不返 回S3步骤为止。此时算法结束,变量p的值就是所求结果。
法更易于理解: sum表示累加和,deno是
S6:sum=sum+term S7:deno=deno+1 S8:若deno≤100返回S4
英文分母(denom inator) 缩写,sign代表数值的符 号,term代表某一项。
反复执行S4到S8步骤,直到分母大于100为止。
一共执行了99次循环,向sum累加入了99个分数。
C程序设计
鲁来凤
第二章 程序的灵魂—算法
C程序设计
陕西师范大学 数学与信息科学学院
鲁来凤
1
C程序设计
鲁来凤
第二章 程序的灵魂—算法
第二章 程序的灵魂—算法
一个程序应包括两个方面的内容: • 对数据的描述:数据结构(data structure) • 对操作的描述:算法(algorithm)
著名计算机科学家沃思提出一个公式: 数据结构 + 算法 = 程序
第二章 程序的灵魂—算法
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C程序设计
鲁来凤
第二章 程序的灵魂—算法

《计算机程序设计》PPT课件

《计算机程序设计》PPT课件

h
21
闰年 year被100 整除,又能 被400整除
其他 非闰年
year不能 被4整除
非闰年
year被4整 除,但不能 被100整除
闰年
逐渐缩小判 断的范围
h
22例2.4 求 1 1 1 1 1 1
234
99 100
• 规律:
①第1项的分子分母都是1 ② 第2项的分母是2,以后每一项的分母子都是前一项的分母加1 ③ 笫2项前的运算符为“-”,后一项前面的运算符都与前一项前的运算符相反
6h
3算法---程序的灵魂
• 一个程序主要包括以下两方面的信息:
(1) 对数据的描述。在程序中要指定用到哪些数据以及这些数据的类 型和数据的组织形式
• 这就是数据结构(data structure) (2) 对操作的描述。即要求计算机进行操作的步骤 • 也就是算法(algorithm)
7h
3算法---程序的灵魂
3h
2 程序设计的任务
1.问题分析 2.设计算法 • 设计出解题的方法和具体步骤
4h
2 程序设计的任务
1.问题分析 2.设计算法 3.编写程序 4.对源程序进行编辑、编译和连接 5.运行程序,分析结果
• 结果错了,程序肯定错 • 结果对了,程序未必对
5h
2 程序设计的任务
1.问题分析 2.设计算法 3.编写程序 4.对源程序进行编辑、编译和连接 5.运行程序,分析结果 6.编写程序文档
• 数据是操作的对象 • 操作的目的是对数据进行加工处理,以得到期望的结果 • 著名计算机科学家沃思(Nikiklaus Wirth)提出一个公式:
算法 + 数据结构 = 程序
8h
3算法--ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ程序的灵魂

算法设计趣谈第2章-程序的灵魂-算法

算法设计趣谈第2章-程序的灵魂-算法

例如:输出两个数中的最大数
2013-12-10
用自然语言描述算法
第一步:输入x和y的值 第二步:比较x和y的值,如果x大于y,则 输出x的值,否则输出y的值。
6
易于理解,但 冗长,不够精 确,难于描述 复杂算法。
例如当描述“输出10个 数中最大数”的算法时, 会冗长、难于理解
2013-12-10
用流程图描述算法
是唯一的。
(3)输入,一个算法有0个或多个输入的外界量 。 (4)输出,一个算法有一个或多个输出的量,它 们是与输入有某种关系的量。 (5)有效性。
2013-12-10
4 结构化程序设计

9
程序的三种基本结构 – 顺序结构程序:按照书写顺序依次执行语句 – 选择结构程序:按照条件判断选择执行语句 – 循环结构程序:通过条件控制循环执行语句 三种基本结构的共同点: • 都是只有一个入口和一个出口; • 结构内的每一个框都有机会被执行; • 结构内没有死循环。
1 算法

3
什么是算法

为解决一个问题而采取的方法和步骤。
程序=算法+数据结构 对于学习程序设计语言而言,数据结构是很重要的,所有 的算法都基于某种结构。 比如:当一个艄公想把小羊、大白菜、和狼渡到河对岸的 时候( 当艄公不在时,狼要吃小羊、小羊要吃大白菜, 而艄公的船一次只能够载一样东西),他就会思考如何解 决这件事,而他完成框
7
开始 输入x和y
输入/输出框
判断框
Y
处理框
x >y ?
N
z= y
z= x
流程线
输出z
结束 用流程图描述算法
2013-12-10
3 算法的特性

教案:算法是程序的灵魂

教案:算法是程序的灵魂
知识点2-何为算法
关于算法的示例,书本上举了一个烧水的泡茶的例子,我在这里补充一个小品当中的例子,把大象塞进冰箱分为了几步?分别就三部,分别是:打开冰箱,把大象塞进去,关闭冰箱就可以了,同时我们来认识以下计算机中的算法:
计算机中的算法可分为如下两大类:
(1)、数值运算算法:求解数值。
(2)、非数值运算算法:事务管理领域。
教学后记
使学生掌握用N-S流程图表示算法
用计算机语言表示算法
教学重点
什么是算法
算法和程序的区别
教学难点
理解什么是算法?
教学方式
课堂教学以PPT讲授为主,并结合多媒体进行教学




第一课时
(框架概述、框架的优势、当前主流框架、传统JDBC的劣势、MyBatis概述)
一、通过最新的和同学们学习过的算法引入
近几年内,网络上流传了一个很火的人工智能聊天机器人Chat-Gpt,Chat-Gpt的本质内是一个人工智能算法,也可以说是一个人工智能框架,叫做transform。除了像这些比较出名的算法,也有像我们之前学习C语言时所学习的鸡兔同笼的算法,以及数据结构当中KMP算法、迪杰斯特拉算法等,这些都叫做算法,而同学们,应该也都听说过算法的地位,算法是程序灵魂。
《算法与数据结构》
教学设计
课程名称:
授课年级:
授课学期:
教师姓名:
年月
课题名称
第1章算法是程序的灵魂
计划课时
2课时
教学引入
程序的灵魂是算法,只有掌握了算法,才能轻松地驾驭程序.算法是一个程序的编码思路,是程序员解决问题的指路明灯。
教学目标
使学生了解算法的5个重要特征
使学生了解什么是算法

第2章-程序的灵魂-算法(备课笔记)

第2章-程序的灵魂-算法(备课笔记)

第二章(备课笔记)问题:输入三个数a,b,c,按照从大到小的顺序排列输出。

(假设输入三个数5,9,4,经过大小对比,从大到小排列为9,5,4。

如果把更多的数按照从大到小的顺序排列呢,计算量就随之变大,仅靠人脑会很吃力。

考虑借助计算机来解决。

)如何用计算机解决?用计算机求解问题的一般步骤:★问题的分析★算法分析及设计算法★设计编制程序★调试程序★运行与维护程序其中,第二步:算法的分析与设计,即解决问题的操作步骤,是最为关键的一步,称之为程序灵魂。

比如说,从徐州到上海,可以坐飞机,坐动车,坐火车等等,这些不同的方法或者步骤,在计算机的求解问题中,就是选用不同的算法。

下面就具体介绍第二章程序的灵魂——算法。

第2章程序的灵魂——算法2.1 算法的概念★几个基本概念❖数据:是计算机程序处理的对象,可以是整数、实数、字符,也可以是图像、声音等的编码表示。

❖数据结构:程序中指定数据的类型与数据的组织形式●在程序设计语言中,与数据结构密切相关的便是数据的类型和数据的存放。

❖软件= 程序+ 文档。

❖程序:用程序设计语言表达问题的求解过程。

●程序=数据结构+算法。

❖算法:用某种工具(文字、数学公式、框图、计算机伪代码等)解决问题的步骤。

程序设计1. 对于较小的简单问题,一般采用下列步骤进行程序设计:●确定数据结构,如:变量、数组●确定算法●编写程序代码●上机调试●整理并写出文档资料2. 对于较大的复杂问题采用的是“模块化、自顶向下、逐步细化”的程序设计方法。

2.2 算法的基本表达方法(1) 什么是算法?简单地理解,算法是为解决一个特定问题而采取的确定的、有限的方法和步骤。

(2) 算法的特性(P19)正确的算法应该满足5个特性:•有穷性:一个算法应包含有限的操作步骤,而不是无限的。

•确定性:算法中的每个步骤都应该是确定的,不应含糊不清。

(不应产生歧义)•有效性:每个步骤都应有效执行,得到确定结果。

如果b=0,则执行a/b就不能有效执行。

算法-程序与计算系统之灵魂

算法-程序与计算系统之灵魂

互连的、速度为500MHz 的Compaq EV6 Alpha 处理器组成的110台计算机,所有计
算机花费的时间之和为22.6年。
An optimal TSP tour through Germany’s 15 largest cities. It is the shortest among 43 589 145 600 possible tours visiting each city exactly once.
TSP问题数学模型
数学建模
求解TSP问题的算 法策略设计—贪心 TSP问题贪心算法 数据结构设计 TSP问题贪心算法 过程设计
TSP贪心算法程序 (C语言)
问 题 求 解 的 过 程 及 思 维 方 法
算法策略设计
数据结构设计
+
算法过程(控 制结构)设计
算法与数据结构
程序设计语言及 算法实现 算法的模拟与分析
1.算法与算法类问题求解 1.4 具备什么特征才能被认为是算法?
7/55
算法的基本特征
有穷性:一个算法在执行有穷步规则之后必
须结束。
寻找两个正整数的最大 公约数的欧几里德算法 输入:正整数M和正整数N 输出:M和N的最大公约数(设M>N) 算法步骤: Step 1. M除以N,记余数为R Step 2. 如果R不是0,将N的值赋给M, R的值赋给N, 返回Step 1; 否则, 最大 公约数是N, 输出N, 算法结束。
如何构造和表达处理的规则,以便能够按规则逐步计算出结果?
3. 算法设计---算法思想的精确表达 3.2 什么是数据结构?
21/55
数据结构
如何组织、记忆、改变和操作数据的集合呢?数据存在什么结构呢?

第2章 算法---程序的灵魂 2

第2章 算法---程序的灵魂 2
第2章 算法---程序的灵魂
一个程序主要包括以下两方面的信息:
(1) 对数据的描述。在程序中要指定用到哪些数据以及
这些数据的类型和数据的组织形式 这就是数据结构(data structure) (2) 对操作的描述。即要求计算机进行操作的步骤 也就是算法(algorithm) 著名计算机科学家沃思(Nikiklau
year不能 被4整除 N year不能 被100整除
Y year是闰年 year+1year
Y year 不是闰年
N
N
Y
year不能 被400整除
year不是闰年
year是闰年
year>2500
N
结束 Y
例2.10 例2.5判断素数的算法用流程图表示。对一个大
于或等于3的正整数,判断它是不是一个素数。

若是1000呢? 最后得到p的值就是 5!的值
例2.3 判定2000—2500年中的每一年是否闰年,并将 结果输出。 闰年的条件:
(1)能被4整除,但不能被100整除的年份都是闰年,如
2008、2012、2048年 (2)能被400整除的年份是闰年,如2000年 不符合这两个条件的年份不是闰年 例如2009、2100年
开始
输入n 2i n%ir r=0 N i+1i N Y 输出n是素数
i> n Y 输出n是素数
结束
2.4.3 三种基本结构和改进的流程图
(1) 顺序结构
A B
2.4.3 三种基本结构和改进的流程图
(2) 选择结构
Y A
p
N
Y B A
p
N
2.4.3 三种基本结构和改进的流程图
(3) 循环结构
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S3: 使t×i, 乘积仍然放在在变量 t 中
可表示为 t×i→t
S4: 使i 的值+1
即 i+1→i
S5: 如果i=5, 返回重新执行步骤 S3以及其后的 S4 和 S5;否则
算法结束
如果计算 100!只需将 S5:若 i=5 改成 i=100 即可
如果该求 1×3×5×7×9×11
否则
结束
【例 2.3】判定 2000 - 2500 年中的每一年是否闰年
将结果输出
润年的条件:
1) 能被 4 整除
但不能被 100 整除的年份;
2) 能被 100 整除
又能被 400 整除的年份;
设 y为被检测的年份
则算法可表示如下:
S1: 2000→y
对于程序设计人员
必须会设计算法
并根据算法写出程序
2.4 怎样表ห้องสมุดไป่ตู้一个算法
2.4.1 用自然语言表示算法
除了很简单的问题
一般不用自然语言表示算法
2.4.2 用流程图表示算法
流程图表示算法
直观形象
易于理解
【例 2.9】将例 2.4 求 100
1
99
1
...
S2:若 y不能被 4 整除
则输出 y"不是闰年"
然后转到 S6
S3:若 y能被4 整除
不能被 100 整除
则输出 y"是闰年"
然后转到 S6
S4:若 y能被100 整除
又能被 400 整除
输出 y"是闰年" 否则输出 y"不是闰年"
然后转到 S6
S5:输出 y"不是闰年"
4
1
3
1
2
1
一个流程图包括:
1. 表示相应操作的框;
2. 带箭头的流程线;
3. 框内外必要的文字说明
2.4.3 三种基本结构和改进的流程图
1. 顺序结构:
2. 选择结构:
3. 循环结构
三种基本结构的共同特点:
只有一个入口;
只有一个出口;
2.4.6 用计算机语言表示算法
我们的任务是用计算机解题
就是用计算机实现算法;
用计算机语言表示算法必须严格遵循所用语言的语法规则
【例 2.20】求 1×2×3×4×5用 C 语言表示
main()
{int i,t;
t=1;
i=2;
while(i<=5)
{t=t*i;
i=i+1;
}
printf("%d",t);
}
【例 2.21】求级数的值
main()
{
int sigh=1;
float deno=2.0,sum=1.0,term;
while(deno<=100)
{ sigh= -sigh;
2.3 算法的特性
z 有穷性:一个算法应包含有限的操作步骤而不能是无限的
z 确定性:算法中每一个步骤应当是确定的
而不能应当是含糊的、模棱两可的
z 有零个或多个输入
z 有一个或多个输出
z 有效性:算法中每一个步骤应当能有效地执行
并得到确定的结果
即操作步骤
也就是算法(algorithm)
Nikiklaus Wirth 提出的公式:数据结构+算法=程序
教材认为: 程序=算法+数据结构+程序设计方法+语言工具和环境
这 4 个方面是一个程序涉及人员所应具备的知识
本课程的目的是使同学知道怎样编写一个 C 程序
进行编写程序的初步训练
结束
【例 2.2】有50 个学生
要求将他们之中成绩在 80 分以上者打印出来
如果
n表示学生学号
ni表示第个学生学号;g表示学生成绩
gi表示第个学生成绩;
则算法可表示如下:
S1: 1→i
S2: 如果gi=80
则打印ni和gi
否则不打印
S3: i+1→i
S4:若 i=50, 返回 S2
结构内的每一部分都有机会被执行到;
结构内不存在"死循环"
2.4.4 用 N-S流程图表示算法
1973 年美国学者提出了一种新型流程图:N-S 流程图
顺序结构:
选择结构:
循环结构:
2.4.5 用伪代码表示算法
伪代码使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
S5: term= sigh×(1/deno )
S6: term=sum+term
S7: deno= deno +1
S8:若 deno=100
返回 S4;否则
结束
【例 2.5】对一个大于或等于 3 的正整数
判断它是不是一个素数
算法可表示如下:
S1: 输入n 的值
S6:y+1→y
S7:当 y=2500 时, 返回 S2 继续执行
否则
结束
【例 2.4】求 100
1
99
1
...
4
1
3
1
2
1
1 ?++?+?
算法可表示如下:
S1: sigh=1
S2: sum=1
S3: deno=2
S4: sigh=(-1)×sigh
S2: i=2
S3: n 被 i 除
得余数 r
S4:如果 r=0
表示 n 能被 i 整除
则打印 n"不是素数"
算法结束;否则执行 S5
S5: i+1→i
S6:如果 i=n-1
返回 S3;否则打印 n"是素数";然后算法结束
改进:
S6:如果i= n
返回S3;否则打印n"是素数";然后算法结束
算法也只需做很少的改动:
S1: 1→t
S2: 3→i
S3: t×i→t
S4: i+2→t
S5:若 i=11, 返回 S3
否则
结束
该算法不仅正确
而且是计算机较好的算法
因为计算机是高速运算的自动机器
实现循环
轻而易举
思考:若将 S5 写成:S5:若 i<11, 返回 S3;否则
最原始方法:
步骤 1:先求 1×2
得到结果 2
步骤 2:将步骤 1 得到的乘积 2 乘以3
得到结果 6
步骤 3:将6再乘以 4
得 24
步骤 4:将24 再乘以5
得 120
这样的算法虽然正确
但太繁
改进的算法:
S1: 使t=1
S2: 使i=2
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如有错误
还请自己查证!
2 程序的灵魂-算法
一个程序应包括:
z 对数据的描述
在程序中要指定数据的类型和数据的组织形式
即数据结构(data structure)
z 对操作的描述
term= sigh/ deno;
sum=sum+term;
deno=deno+1;
}
printf("%f",sum);
}
2.5 结构化程序设计方法
z 自顶向下;
z 逐步细化;
z 模块化设计;
z 结构化编码
因此
只介绍算法的初步知识
2.1 算法的概念
做任何事情都有一定的步骤
为解决一个问题而采取的方法和步骤
就称为算法
计算机算法:计算机能够执行的算法
计算机算法可分为两大类:
数值运算算法:求解数值;
非数值运算算法:事务管理领域
2.2 简单算法举例
【例 2.1】求1×2×3×4×5
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