第04章 流程控制

第4章 流程控制
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 算法 C++语言的语句 选择语句 循环语句 转向语句 程序举例 程序调试简介
4.1 算法
• 一个程序通常包括： – 数据：描述数据的类型及组织形式(数据结构)。 – 操作：描述对指定数据的操作方法和步骤(算法)。 • 著名计算机科学家Nikiklaus Wirth认为： 程序 ＝ 数据结构 ＋ 算法 数据结构是程序的核心，算法是程序的灵魂，程序设 计的关键是合理组织数据结构和设计算法。
算法的表达
• 算法表示方式主要有： – 自然语言(如例4.1所示) – 伪代码 – 流程图和N-S图 – 编程语言(如汇编语言、高级语言) • 图形描述方法形象直观，易于理解，应用广泛。 • 常用的描述算法的图形是流程框图，简称流程图。
流程图
• 流程图使用的图形符号如图4-1 所示，是ANSI标准，为各国程序 员普遍采用。 • 菱形框用于条件判断，若条件成 立则转向一个出口，否则转向另 一个出口。 • 连接框用于将画在不同地方的流 程线连接起来，避免流程线的交 叉或过长。 • 注释框不是流程图的必要部分， 不反映流程和操作，仅对流程图 中某些框的操作做补充说明。
4.2 C++语言的语句
• 一个C++源程序：由若干个源程序文件组成。 • 一个源程序文件：由编译预处理命令、数据类型、 变量和函数的定义所组成。 • 一个函数：由编译预处理命令、数据类型、变量 的定义，及若干语句所组成。 • 语句是组成程序的6类
• 说明语句：完成数据类型、变量和函数等的定义。 • 控制语句：改变程序执行顺序的语句，包括：条件语 句(if)、开关语句(switch)、循环语句(for、while、 do…while)、转向语句(break、continue和goto)和 返回语句(return)。 • 函数调用语句：在函数调用后加分号构成。如： cos(x); • 表达式语句：在表达式后加分号构成。如： j+=cos(x)+10; • 空语句：仅由一个分号所构成，不执行任何动作。 • 复合语句(也称块语句)：用花括号{}把一个或多个语 句括起来作为一个语句，广泛用于控制语句。
if(delta>=0) //使用复合语句 { delta=sqrt(delta); if(delta) { cout<<"方程有两个不同的实根："; cout<<"\nx1="<<(-b+delta)/2/a; cout<<"\tx2="<<(-b-delta)/2/a<<'\n'; } else cout<<"方程有两个相等的实根：x1=x2=" <<-b/2/a<<'\n'; } else cout<<"方程没有实根!\n"; return 0; }
例4.5 将键盘输入的百分制成绩转换成五级计分制成绩 输出。五级计分制成绩用字母A、B、C、D和E分别表示 100～90、89～80、79～70、69～60、59～0。 分析：见源程序中的注释。 #include<iostream> using namespace std; int main(void) { int score; char grade;
4.3 选择语句
• 选择语句也称分支语句：根据给定条件， 选择执行两个或两个以上分支程序段中的 某一个。 • C++语言的选择语句： 条件语句：if。有三种形式。 开关语句：switch。
条件语句
• 格式1： if(表达式) S 其中，表达式是任何C++表达式， 通常为算术表达式、关系表达 式、逻辑表达式或逗号表达式； S是一个单一语句，包括复合语 句和空语句。作为判断条件的 表达式必须用括号括起来。
例4.2 从键盘上输入三个整数，输出三个数中的最大数。 分析：首先读入三个整数，分别存入a、b、c。然后在max中存放 a、b、c中的最大者，初值为a。最后输出max。 #include<iostream> using namespace std; int main(void) { int a,b,c,max; cout<<“输入三个整数:"; cin>>a>>b>>c; max=a; if(max<b) max=b; if(max<c) max=c; cout<<"\n最大数是："<<max<<endl; return 0; }
算法的概念
• 算法：解决某个问题或处理某件事的方法和步骤。 本书仅限于讨论用计算机解决问题的基本算法。 • 对于同一问题，往往有多种不同的算法。 • 算法评价： – 正确性 – 运行效率 – 资源占用 • 计算机只能做数值处理，而对于非数值(如文字、图 像等)处理，必须先将非数值数据转换成数值数据后， 才能做进一步处理。
条件语句
• 格式3： if(表达式1) S1 else if(表达式2) S2 else if ... else Sn • 注意，当出现如下形式的嵌套条件语句时： if(e1) if(e2) S1 else S2 C++规定：else与其前面最近的还没有配对的if进行 配对。这样，上面的条件语句中else与第二个if配对。 若希望else与第一个if配对，则可用{}改变： if(e1){ if(e2) S1} else S2
例4.4 求ax2+bx+c=0的根。a、b、c从键盘输入，a≠0。 分析：当输入a、b、c的值后，若b2-4ac<0，则方程无 实根；若b2-4ac>0，则方程有两个不同的实根；若b24ac=O，则方程有两个相等的实根。 #include<iostream> #include<cmath> using namespace std; int main(void) { float a,b,c,delta; cout<<“输入3个系数："; cin>>a>>b>>c; delta=b*b-4*a*c;
算法举例
• 例4.1 输入10个数，计算并输出这10个数的总和。 • 分析：用计算机程序解决问题，首先要确定数据结构。 设下列变量存放所处理的数据： count——记录输入数据的个数，初值为0； x ——存放当前输入的数； total——存放已输入数据的累加和，初值为0； 其次，要确定算法。按以下步骤操作上述数据： ①变量初始化：count置0,total置0； ②输出提示信息：“输入一个数？” ③输入一个数，存入x； ④count加1，total加x； ⑤若count<10，则转②； ⑥输出total的值。
例4.6 输入一个字符，判断它是元音字母还是空白符。 #include<iostream> 请画程序流程图 using namespace std; 用if语句改写本例 int main(void) { char c; 当省略case后面的语句序列时，则可 cin.get(c); 实现多个入口，执行同一语句序列。 switch(c) { case 'a': case 'A': case 'e': case 'E': case 'i': case 'I': case 'o': case 'O': case 'u': case 'U': cout<<"这是元音字母\n"; break; case ' ': case '\n': case '\t': cout<<"这是空白符\n"; break; default: cout<<"这是其它字符\n"; } 将default分支及其语句前移到第一个分支， return 0; 如何修改程序而保持功能不变？ }
4.4 循环语句
循环：重复执行的操作。 问题：计算1+2+3+…+100。 分析：编程时不大可能依次列出1～100个数。设 变量sum——累计和值,初值为1； 变量i ——存放当前待累计的数，初值为2。 算法： ①给变量sum赋初值1,i赋初值2； ②令sum=sum+i,i=i+1； ②和③重复执行。 ③若i<=100，则转②； while、do…while和for语 句实现循环，并把这三个 ④输出sum的值。
算法的特性
• 确定性：指算法的每个步骤都应确切无误，无歧义。 • 可行性：指算法的每个步骤都是计算机可实现、能有 效执行并可得到确定的结果。 • 有穷性：一个算法包含的步骤应是有限的，并在一个 合理的时间限度内执行完毕。 • 输入性：执行算法时，计算机可从外部取得数据。一 个算法可有多个输入，但也可没有输入，因计算机可 自动产生一些必须的数据。 • 输出性：一个算法应有1个或多个输出。计算机是人们 “解题”的工具，算法应能输出计算结果，否则该算法 将毫无意义。
应加空格，否则被认为是语句 标号，如case9，并不出现语 法错，这类错误较难查找。 可选项 default分支可放在开关语句中 的任何位置，通常为开关语句 的最后一个分支。
开关语句
• 执行过程： 先求表达式的值，再依次与case后面的常量表达式比 较，若与某一常量表达式的值相等，则转去执行该 case后边的语句序列，一直执行下去，直至遇到 break语句或开关语句的右花括号为止。否则，若有 default分支，则执行该分支后边的语句序列，否则 什么也不执行。 • 与if语句相比： ⑴任一开关语句均可用条件语句来实现，但反之不然。 原因是开关语句限定表达式的取值类型，而条件语句 中的条件表达式可取任意类型的值。 ⑵开关语句结构清晰，易理解。