第四章_流程设计

• 例1：计算函数M(x)的值。函数M(x)为：
2 bx a M ( x) 2 a ( c x ) c
xa xa
算法分析：这是一个数值运算问题。其中 M代表要计算的函数值，有两个不同的表 达式，根据x的取值决定采用哪一个算式。 根据计算机具有逻辑判断的基本功能， 用计算机解题的算法如下：
(2)传统流程图
美国国家标准化协会ANSI(American National Standard Institute)规定了 一些常用的流程图符号：
起止框
判断框
处理框
输入/输出框
注释框
流向线
连接点
程序流程图表示
开始
1 i 成立
gi>=80
不成立
传统流程图用流 程线指出各框的 执行顺序，对流 程线的使用没有 严格限制。
2、y%4==0&&y%100!=0 Eg. 2004－闰年
3、y%100==0&&y%400 ==0 Eg. 2000－闰年
y%4==0
Algorithm：
start 2000－>y y%4==0
1、y%4!=0
2、y%4==0&& y%100!=0
3、y%100==0 &&y%400==0
y%4==0
输出gi
i+1 i 不成立 i>50
成立
结束
传统流程图的流程可以是：
缺点：使用者可以毫不受限制地使流程随意地转向， 使流程图变得毫无规律，难以阅读、修改，使算法的 可靠性和可维护性难以保证。 解决办法：必须限制箭头的滥用，即不允许无规律地 使流程随意转向，只能顺序的进行下去。
（3）N–S流程图
①将蓝瓶中的黑墨水装入白瓶中 ②将黑瓶中的蓝墨水装入蓝瓶中 ③将白瓶中的黑墨水装入黑瓶中 ④交换结束
2.算法的基本特征
算法是一个有穷规则的集合，这些规则确定了 解决某类问题的一个运算序列。 算法的基本特征：





有穷性：算法必须在执行有限个操作后终止； 确定性：算法中每一步的含义必须是确切的，不 能出现任何二义性； 有效性：算法中的每一步操作都应该能有效执行 ，一个不可执行的操作是无效的； 有零个或多个输入：执行算法时，从外界获得必 要的信息 ； 有一个或多个输出：算法的解就是输出。
Three Basic Block Structures
顺序结构
A A B N-S chart
B
Flow chart
Three Basic Block Structures
选择结构
如果条件满足，才会被执行
如何统计各分数段人数? 如何统计90分以上人数?
#include <stdio.h>
如果分数>=90 C90++; #define NUM 5 否则，如果分数>=80 main() C80++; { float s1,s2,s3,s4,s5; int count=0 ; declaration 否则，如果分数 >=70 printf("Please input 5 scores:"); C70++; scanf("%f,%f,%f,%f,%f",&s1,&s2,&s3,&s4,&s5); 否则，如果分数>=60 对每个成绩，如果分数>=90 input C60++; count++; 否则， output printf(“count=%d\n”,count); Cfail++; }
① 将a、b、c和x的值输入到计算机； ② 判断x≤a?如果条件成立，执行第③步， 否则执行第④步； ③ 按表达式bx+a2计算出结果存放到M中， 然后执行第⑤步； ④ 按表达式a(c-x)+c2计算出结果存放到M 中，然后执行第⑤步； ⑤ 输出M的值； ⑥ 算法结束。 这是用自然语言描述的算法
• 例2：有黑和蓝两个墨水瓶，但却错把黑 墨水装在了蓝墨水瓶子里，而蓝墨水错装 在了黑墨水瓶子里，要求将其互换。 算法分析：这是一个非数值运算问题。因 为两个瓶子的墨水不能直接交换，所以， 解决这一问题的关键是需要引入第三个 墨水瓶。设第三个墨水瓶为白色，其交 换步骤如下：
#include <stdio.h>
#define NUM NUM 200 5 #define
文件包含预处理命令 符号常量定义
main() 主函数 { float s1,s2,s3,s4,s5,sum,average ; 变量定义 printf("Please input 5 scores:"); 下面语句执行200遍 输入一个成绩 scanf("%f,%f,%f,%f,%f…",&s1,&s2,&s3,&s4,&s5); 累加到sum中 sum=s1+s2+s3+s4+s5+…; 输入数据 数据处理 average=sum/NUM; 输出数据 printf("sum=%.1f\naverage=%.1f\n",sum,average); }
(2)形式b （直到型循环结构）
A
成立 P
不成立
先执行A操作，再判断P是否成立，若P成立，再执 行A，直到P不成立为止。
算法概述
1. 算法的概念 • 算法：完成一项任务的具体步骤 • 计算机语言的别名：算法语言 ―一个算法，就是一个有穷规则的集 合，其中之规则规定了一个解决某一特 定类型的问题的运算序列。” 任何解决 问题的过程都是由一定的步骤组成的， 把解决问题确定的方法和有限的步骤称 作为算法。
3.算法的常用表示方法
可以用不同的方法表示算法，常用方法有： –自然语言 –传统流程图 –结构化流程图
（1）自然语言
自然语言即是使用汉语、英语或其他语言去描述算法。 [例]有50名学生的成绩，要求将他们之中80分以上的成绩 打印出来。设用g代表学生成绩，gi 代表第i个学生成绩。 算法可表示如下： 1）使i=1 ； 2）如果gi 80 ，则打印 gi ，否则不打印； 3）使i的值加1 ； 4）如果 i 50, 返回S2， 继续执行； 否则，算法结束。 特点：描述算法通俗易懂，容易产生歧义。对复杂问题， 语句繁琐、冗长，并且很难清楚地表达算法的逻辑流程， 往往需要根据上下文判别其含义，尤其对描述含有选择、 循环结构的算法，不太方便和直观，一般不常使用。
N Y
Y
y%100==0
N
y is leap y+1－>y
N
y isn‟t leap
y%400==0
Y
y isn‟t leap
y is leap
N
y>2500
Y
end
Algorithm：
1、y%4!=0
2、y%4==0&& y%100!=0
3、y%100==0 &&y%400==0
y%4==0
N Y y%100==0 Y N y%400==0 Y Not leap leap N Not leap leap
Three Basic Block Structures
选择结构 二分支选择结构
T A P F T B A
P
B
F
k k=k1
k=k2 A2
...
k=kn k=ki
多分支选择结构
A1
Ai
...
An
Three Basic Block Structures
反复执行同一段程序，直到满足一定的 循环结构 条件后才停止执行该段程序 若有200个学生呢？
t+it 直到 i100 输出 t 的值
N
i100 Y 输出 t 的值 结束
例：打印50名 学生中成绩 高于80分的 学号和成绩 用N--S图表 示。
C语言语句（Statements）
源程序的基本组成部分,编译后产生机器指令 语句分隔符:分号“;‖ 语句分类 Eg. { int total=0; 表达式语句：表达式加分号构成 total+=limit; 函数调用语句： Eg. total=total+limit; a=3; if( )~else~ selection 空语句： ; 不做任何操作 Eg. a=3; func( ); printf(―total=%d \n‖,total); switch i++; printf(―Hello,world! \n‖); } for( )~ 流程控制语句 (9）： loop while( )~ 复合语句/块：用 {…}括起来的一组语句 { [Declarations;] do~while( ) 一般形式：
数据结构的优劣决定了 软件或程序的复杂程度和面貌
程序设计的步骤
• • • • • 分析问题，建立数学模型 s 确定数据结构 确定算法，描述算法 编制程序，调试程序 运行结果
n
n 1
x
程序的三种基本结构
1.顺序结构 程序按照语句的书写次序顺序执行。
A
B
先执行A操作，再执行B操作，两者是顺序执行关系。
Chapter 4
C程序流程设计
算法概述 C程序的三种基本结构 选择型程序设计 循环型程序设计 辅助控制语句
程序设计的基本概念
一个程序应包括两个方面的内容:
• 对数据的描述：数据结构 • 对操作的描述：算法
完整的程序设计应该包括四部分:
程序设计＝数据结构＋算法＋方法＋工具
• 数据元素：数据的最小单位 • 数据结构：数据元素的组织形式