C语言程序设计精编教程第3章 顺序结构程序设计

3.1 程序设计基础知识（2/9）
计算机算法分为两大类：数值运算算法和非数值运算算法。 （1）数值运算算法：求数值解。通过运算得出一个具体值，如求方程 的根等。数值运算一般有现成的模型，算法较成熟。 （2）非数值运算算法：用于事务管理，如图书检索、人事管理等。 2．算法举例 【例3-1】求5!=1×2×3×4×5的算法 步骤1：先求1×2，得到结果2 步骤2：将步骤1得到的2再乘以3，得到结果6 步骤3：将步骤2得到的6再乘以4，得24 步骤4：将步骤3得到的24再乘以5，得120 可以设两个变量：一个变量代表被乘数，一个变量代表乘数。直接将每 一步骤的乘积放在被乘数变量中。设t为被乘数，i为乘数。用循环来实现， 算 法可改写成： S1：使t=1，使i=2 S2：使t×i，乘积仍放在变量t中，可表示为：t×i→t S3：使i的值加1，即i+1→i S4：如果i不大于5，返回重新执行步骤S2～S4；否则，算法结束。最 后得到的t值就是5!的值。
3.1 程序设计基础知识（4/9）



4．算法的表示 为了表示一个算法，可以用不同的方法，常用的有自然语言、传 统流程图、结构化流程图、伪代码、PAD图等。 （1）自然语言 自然语言就是人们日常使用的语言，可以是汉语或英语或其他语 言。用自然语言表示通俗易懂，但文字冗长，容易出现“歧义 性”。自然语言表示的含义往往不太严格，要根据上下文才能判 断其正确含义，描述包含分支和循环的算法时也不是很方便。因 此，除了那些很简单的问题外，一般不用自然语言描述算法。 （2）传统流程图 流程图是表示算法的较好工具，传统流程图是用一些图框表示各 种操作。用图形表示算法，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图符号，如图3-1所示。
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（4）N-S流程图 传统流程图的弊端：用流程线指明各框的执行顺序，对流程线的 使用没有严格限制。使用者可以不受限制地使流程随意地转向， 让流程图变得毫无规律，阅读者要花很大精力去追踪流程，使人 难以理解算法的逻辑。1973年美国学者I.Nassi和 B.Shneiderman提出了一种新的流程图形式。在这种流程图中， 完全去掉了带箭头的流程线。全部算法写在一个矩形框内，在该 框内还可以包含其他的从属于它的框，或者说，由一些基本的框 组成一个大的框。这种流程图又称为N-S结构化流程图，如图34所示。 用三种N-S流程图中的基本框，可以组成复杂的N-S流程图。图 中的A框或B框，可以是一个简单的操作，也可以是三种基本结 构之一。
3.1 程序设计基础知识（1/9）
1．算法 一个程序应包括两个方面的内容： （1）对数据的描述。在程序中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。即操作步骤，也就是算法。 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。作为程序员在程序设计时主要考虑：程 序中的数据和操作步骤。因此著名科学家沃思（Niklaus Wirth）提出一个公式： 程序 = 数据结构 + 算法 实际上，一个程序除了以上两个主要因素外，还应当采 用结构化程序设计方法进行程序设计，并用某一种计算机语 言来表示。因此，可以这样表示： 程序=算法+数据结构+程序设计方法+语言工具和环 境
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用N-S图表示算法的优点：比文字描述直观形象，易于理解；比 传统流程图紧凑易画。尤其是它废除了流程线，整个算法的结构 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。用N-S图表示的算法都是结构化的算法，因为它 不可能出现流程无规律地跳转，而只能自上而下地顺序执行。 一个结构化的算法是由一些基本结构顺序组成的。在基本结构之 间不存在向前或向后的跳转，流程的转移只存在于一个基本结构 范围之内；一个非结构化的算法可以用一个等价的结构化算法来 代替，其功能不变。如果一个算法不能分解为若干个基本结构， 则它必然不是一个结构化的算法。 （5）伪代码 伪代码是用介于自然语言和计算机语言之间的文字及符号来描述 算法，它不用图形符号，书写方便，格式紧凑，便于向计算机语 言的算法过渡。

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3．算法特点 一个算法应该具有如下特点。 （1）有穷性：一个算法应包含有限的操作步骤，而不能是无限 的。有穷性是指在合理的范围之内，至于合理的限度一般根据实 际情况而定。 （2）确定性：算法中的每一步应当是确定的，不能含糊不清， 不应该出现歧义性。 （3）有零个或多个输入：所谓输入是指在执行算法时需要从外 界获取必要的信息，可以有多个输入，也可以没有。 （4）有一个或多个输出：一个算法得到的结果就是输出，没有 输出的算法是没有意义的。算法的输出不一定就是计算机的打印 输出。 （5）有效性：算法中的每一步骤都应当有效地执行，并得到正 确的结果。
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（3）3种基本结构的流程图（如图3-2所示） Bohra和Jacopini于1966年提出了顺序结构、选择结构和循环 结构3种基本结构，用这三种基本结构作为表示一个良好算法的 基本单元。 3种基本结构的共同特点： ① 只有一个入口； ② 只有一个出口； ③ 结构内的每一部分都有机会被执行到； ④ 结构内不存在死循环（即无终止的循环）。 由3种基本结构顺序组成的算法，可以解决任何复杂的问题。由 基本结构所构成的算法属于结构化的算法，它不存在无规律的转 向，只是在本基本结构内才允许存在分支和向前或向后的跳转。
第3章 顺序结构程序设计
教学内容
3.1 程序设计技术知识
3.2 C语句分类
3.3 数据的输入与输出
3.4 顺序结构程序设计举例
教学目标
1．理解算法的概念和特点； 2．理解流程图的作用和算法表示方法； 3．理解结构化程序的三种基本结构及其特点； 4．初步了解结构化程序设计的思想及方法； 5．初步掌握基本的顺序结构程序的设计； 6．掌握printf()、scanf()等函数的使用； 7．了解其他输入/输出函数的使用。