RAPTOR流程图编程

使用计算机进行问题求解



程序开发周期 分析问题 设计程序以解决问题 程序编码 程序测试
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小结与回顾


本章的内容主要涉及程序设计的一般性概 念，包括变量、常量、数据类性、表达式、 赋值语句、输入、输出，分支、循环与决 策，子程序定义与调用以及形式参数和实 际参数等 由于RAPTOR是一种基本功能完备而又十分 简洁的算法描述性程序设计环境，对于程 序设计的入门学习，极为有利

例如，3 = 4或"Wayne" = "Sam"是有效的比较， 但3 = "Mike"则是无效的
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关系运算
运算 = != /= < <= > >= 说明 等于 不等于 例 3 = 4 结果为 No(false) 3 != 4结果为Yes(true) 3 /= 4结果为 Yes(true) 3 < 4结果为Yes(true) 小于 小于或等于 3 <= 4结果为Yes(true) 3 > 4结果为No(false) 大于 大于或等于 3 >= 4结果为No(false)
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RAPTOR基本程序环境

基本界面
F5：运行流程图 F10：单步执行
显示执行结果。
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四种基本符号/语句
目的 输入 处理 符号 名称 输入语句 说明 输入数据给 一个 变量 使用某些运 算来更改变 量 的值 执行一组在 命名过程中 定义的指令 显示变量的 值。

循环控制结构在英语环境中被称为“While-do” 结构
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循环测试

在循环语句中，究竟是先计算后测试，还 是先测试后计算，或者在计算的过程中间 进行测试？

前序测试（Pre-test） 后续测试（Post-test） 中序测试（Intermediate-test）
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输入验证循环
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3
什么是可视化程序设计?



可视化(Visual)程序设计是一种全新的程序 设计方法，一般可视化程序主要是指编译 环境的可视化； 程序设计人员利用开发环境本身提供各种 可视化的控件、方法和属性等，像搭积木 一样构造出应用程序的各种界面 典型的可视化程序设计环境如Visual Basic
4

6

使用RAPTOR的理由



可以在最大限度地减少语法要求的情形下， 帮助用户编写正确的程序指令 程序就是流程图，可以逐个执行图形符号， 以便帮助用户跟踪指令流执行过程 容易掌握 用RAPTOR可以进行算法设计和验证，从而 使初学者有可能理解和真正掌握“计算思 维”



注释的四种类型： 1.编程标题 2.分节描述 3.逻辑描述 4.变量说明
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循环控制

循环（loop）控制语句允许重复执行一个或多 个语句，直到某些条件变为真值（True）


菱形符号中的表达式结果为“No”，则执行“No” 的分支，这将导致循环语句和重复 要重复执行的语句可以放在菱形符号上方或下方
赋值语句
过程调用
处理 输出 输出语句
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变量

变量（variable）表示的是计算机内存中的 位置，用于保存数据值

在任何时候，一个变量只能容纳一个值 变量的初始值决定了变量的数据类型，在流程 执行过程中变量的数据类型不能更改，但变量 的值可以改变
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变量赋值过程
说明
当程序开始时，没有 任何变量存在
X 的值 未定义
32 33
程序
第一个赋值语句，X←32， 分配数据值32给变量X 下一个赋值语句， X←X +1，检索到当前X 的值为32，给它加1，并 把结果33给变量X 下一个赋值语句，X←X * 2，检索到X当前值为33， 乘以2，并把结果66给变 量X
66
11
RAPTOR变量值的设置

基本原则：
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数组应用注意事项


在RAPTOR中，一旦某个变量名被用做数组 变量，就不允许存在一个同名的非数组变 量 RAPTOR数组可以在算法运行过程中动态增 加数组元素；但不可以将一个一维数组在 算法运行中扩展成二维数组
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计算问题求解的一般过程



理解问题 制定计划 执行计划 回顾与总结
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Visual Basic 6.0界面
5

为什么要使用RAPTOR？


RAPTOR（the Rapid Algorithmic Prototyping Tool for Ordered Reasoning--用于有序推理的快速算法原型工 具），是一种基于流程图的可视化程序设 计环境，为程序和算法设计的基础课程教 学提供实验环境 使用RAPTOR设计的程序和算法可以直接转 换成为C++、C#、Java等高级程序语言，这 就为程序和算法的初学者铺就了一条平缓、 自然的学习阶梯
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内置运算符和函数

random，伪随机数 Length_of 求数组元素个数，求字符串长度

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过程调用语句(编辑)

编辑对话框 注意已有过程提示
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过程调用语句（显示）

过程调用分内置过程，子图，子程序； 内置过程、子图、子程序的调用使用同样 的语句，但子图没有参数，内置过程或子 程序需要参数
计数循环


循环按特定的次数，来 执行某个代码块 一个著名的缩写 I.T.E.M (Initialize， Test， Execute， Modify，初始 化，测试，执行，和修 改)表示可以用来检查一 个循环计数器变量使用 是否正确的基本过程
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典型的循环错误
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输入控制循环
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RAPTOR数组变量
RAPTOR程序设计基础
1
为什么要学习程序设计？


由于计算思维的核心之一是算法思维，同 时算法思维也是计算机科学的精髓 而算法思维的实现离不开程序设计，所以 对于计算思维的学习和认识，必须从程序 设计开始
2
计算思维的根本内容



计算思维最根本的内容，即其本质 （Essence）是抽象（Abstraction）和自动 化（Automation） 计算思维中的抽象完全超越物理的时空观， 并完全用符号来表示 抽象和自动化 行为将贯彻课程的始终
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RAPTOR常量

RAPTOR定义了四个常量（Constant）



pi（圆周率） 定义为 3.1416 e （自然对数的底）定义为 2.7183 true /yes(布尔值： 真) 定义为 1 false/no(布尔值：假) 定义为 0
17
输入(Input)语句

输入语句的编辑 （Edit）对话框 在提示文本框中 说明所需的输入
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RAPTOR数组特性


RAPTOR并不强 制每个数组的 元素必须具备 相同的数据类 型 例如程序员可 以将二维数组， 设计成为类似 像数据库那样 的一种记录式 结构
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什么是平行数组？



计算某个班级学员的一个学期4门课程的平 均成绩。 应该如何保存参与计算的课程成绩 可以分别使用：computer[]，math[]， physics[]，history[]，而每个同学的编号， 可以用做数组的下标

例如： （1）x ← (3+9)/3 （2）x ← 3+(9/3)
22
表达式计算的“优先顺序”



1. 2. 3. 4. 5.
计算所有函数的值， 计算括号中表达式， 计算乘幂(^，**)， 从左到右，计算乘法和除法，最后 从左到右，计算加法和减法。
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运算符


逻辑运算是一组值（常量或变量）和关系 运算符的结合, 期望得到YES/NO这样的结果 关系运算符（=、 / =、 <、<=、>、> =）， 必须针对两个相同的数据类型值比较

数组是有序数据的集合。 一般分为一维数组和二维数组 数组最大的好处在于用一个统一的数组名 和下标（index）来唯一地确定某个数组变 量中的元素
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RAPTOR一维数组的元素表示

形式一

形式二
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数组的创建


数组变量必须在使用之前创建 所创建的数组大小由赋值语句中给定的最 大元素下标来决定，可以在算法运行过程 中动态增加数组元素，扩展其大小。 第一次给values[]数组赋值：
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输出语句

执行输出语句将在 主控（Master Console）窗口显 示输出结果
必须用双引号，以 便与变量区分
是否换行输出结果 选中表示换行
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输出语句的设计技巧
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注释

注释本身对计算机毫无意义，并不会被执 行。注释的目的是增强程序的可读性，帮 助他人理解你所设计的程序或算法
33
一个带注释的算法

values[7] 3 结果如下图：
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一维数组的扩展

第二次再给该数组赋值：

values[9] 6 则将数组进行了扩展，得到的结果如下图：
但不能将一个一维数组扩展为一个二维数组。
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二维数组的创建

创建二维数组时，数组的两个维度的大小 由最大的下标确定

例如： numbers[3，4] 13 得到：
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在变量文本框中 输入变量名
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输入(Input)语句

输入语句在流 程图中显示的 状态

运行时对话框
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赋值语句（编辑）
Set文本框中输入 需要赋值的变量名。 To文本框中输入需要执行的表达式，表达式 可以是一个值或 一个公式。
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赋值语句（显示）

流程图中的赋值语句
21
表达式

可以是单个值 可以是常量或变量和运算符的组合。

如“Hello， how are you?”， “James Bond”， “The value of x is： ”
如’A’，’8’，’!’。

字符（Character）：

13
变量报错的原因源自未定义引用14变量报错的原因

拼写错
15
不同类型的数据不可比较
字符串：用双引号括起来 字 符：用单引号括起来
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内置运算符和函数

数学运算:


+，-，*，/，^，**（加、减、乘、除、乘方 ） rem， mod， sqrt（求余，开平方） log， abs， （对数，绝对值） ceiling， floor （向下取整，向上取整）
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内置运算符和函数

三角函数:


sin，cos，tan；正弦 ，余弦 ，正切 cot，arcsin，arccos；余切 ，反正弦 ，反余弦 arctan， arccot；反正切 ，反余切

任何变量在被引用前必须存在并被赋初值 变量的类型由最初的赋值语句所给的数据决定 通过输入语句赋值 通过赋值语句的中的公式运算后赋值 通过调用过程的返回值赋值

设置方法

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RAPTOR数据类型

数值（Number）：

如12，567，-4，3.1415，0.000371

字符串 （String）：