JAVA程序设计概述
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
11
wenku.baidu.com2.1：求1×2×3×4×5
C语言编写的程序：
数据：1，2，3，4，5 数据结构：int 类型
算法： 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再 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
#include <stdio.h> Void main( ) { int i,t; t=1; i=2; t=t*i; i=3; t=t*i; i=4; t=t*i; i=5; t=t*i; printf(“%d\n”,t); }
31
例2.8 求5！
开始 置t的初值为1 置i的初值为2 当i<=5，执行下面操作： 使t=t×i 使i=i+1 ｛循环体到此结束｝ 输出t的值 结束 注：可用中文、英文或中英文混 用书写
32
第三节 结构化程序设计
在结构化程序设计中，有三种基本结构， 可以作为表示一个良好算法的基本单元：
顺序结构
分析 问题 确定 算法 编程 运行 调试 总结
10
第二节 程序设计基本概念
进行程序设计应该掌握程序设计方法，本门课 的就是要学习用结构化程序设计方法编写C语 言程序； 一个程序必须是用某种计算机语言来编写的， 并有必要的环境支持； 因此，可以这么认为：
程序=算法+数据结构+程序设计方法+语言工具和环境
选择结构
循环结构
用这三种基本结构作为“建筑单元”， 通过组合和嵌套，就能解决任何复杂的 问题。
33
图例
顺序结构
选择结构
34
循环结构：while型
直到（until/do-while）型
35
36
三种基本结构的扩展结构
37
三种基本结构的共同特点
(1) 一个入口， 一个出口； (2) 结构内每一部分都有机会被执行； (3) 结构内不存在“死循环”；
1. 分析问题，建立数学模型 包括考虑输入、输出、具体处理步骤等操作 2. 选定算法，用适当工具描述算法 数学建模之后，为了有效地进行解题，不仅要 保证算法正确，还要考虑算法的质量。 3. 编程实现 将选定的算法从非计算机语言的描述形式转换 为计算机语句描述形式。 4. 测试及调试
42
第三节 结构化程序设计
8
计算机语言的发展 低 级 语 言
高 级 语 言 机器语言 汇编语言
用 0、1 表示 的机器代码
用助记符表示 的程序语言
非常接近于人类的自然 语言和数学语言，它的 一个语句往往对应几条 机器指令
9
第二节 程序设计基本概念
程序 程序是为了解决某一特定问题而编写的计算机 能够接受并运行的一系列指令。简言之，程序 就是指令序列。 程序设计 简单地说，程序设计就是用计算机语言编写程 序的过程。一般包括以下几个步骤：
——有效性
18
算法的表示
流程图
N-S图
伪代码
19
流程图
常用流程图符号
20
例2.4 求5！
步骤1：t=1
步骤2：i=2 步骤3：t×i => t 步骤4：i+1 => i 步骤5：如果i不大于5，返 回步骤3；否则结束。最后 得到t的值就是5!的值。
21
例2.5 判断素数
素数是指除了1和该数本身之外，不能被其它任何整数整 除的数。 判断一个数n是否素数的方法：将n作为被除数，将2到 n 各个整数轮流作为除数，如果都不能被整除，则n为素数。 S1：输入正整数=> n S2：i=2(i作为除数） S3：n被i除，得余数r S4：如果r=0，打印n“不是素数”，结束；否则执行S5 S5：i+1 => i S6：如果i≤ ，返回 S3；否则打印n“是素数”，结束。 n
1.第一级伪代码 begin Initialize number; //初始化变量n while (number<n) { If number是一个素数 then print number; number取下一个值； } end
47
2.细化“初始化number” “number是一个素数”及“number取下一个值”。 (1)细化“初始化number”: number=2; (2) 细化“number是一个素数”： 当number是一个素数时为true，否则为false。细化如下： prim=true; do{ k=2; lim=开方（number）; if nubmer能被k整除 then prim=false ; else k=k+1; } while (prim==false) or (k达到lim)； (3) 细化“number取下一个值”：number=number+1;
44
结构化程序设计
模块设计的方法 功能分解，逐步求精
把一个任务分为若干个简单的子任务； 根据功能将程序划分为若干个子模块； 子模块还再可以划分为更小的模块； 划分子模块时应注意模块的独立性： 高内聚，低耦合；
45
第三节 结构化程序设计
46
结构化设计实例
例2.9：求1到n之间的素数 程序要做的事是：从1开始依次找，判断是否是素数，是则 打印出来，否则继续往下找，直到n为止。
算法实例
例2.2 全班共30人，打印视力在0.8以上的学生姓名。
设g(i)代表第i个学生的视力，算法表示如下： S1：1 => i S2：如果g(i)≥0.8，则打印。 S3：i+1 => i S4：如果i≤30，返回S2；否则结束。
16
算法实例
例2.3 输入三个数，然后输出其中最大的数。
设a、b、c代表三个数，算法表示如下： S1：输入a、b、c。 S2：如果a>b, 则a=> MAX；否则b=> MAX 。 S3：如果c> MAX， c=> MAX 。 S4：输出MAX 。 单词作变量名易于理解：
控制器：从内存取出程序指令进行分析并对其它相关 部件发出操作控制信息。
50
第四节 程序的实现环境
软件环境
操作系统 编辑程序 编译程序 连接程序
51
C程序的执行过程
编辑程序 编译程序 连接程序
运行 结果
源程序 .c
目标程序 .obj
可执行程序
.exe
输入源程序、修改、保存等
52
源程序 用户用高级语言编写的程序，C源程序文件名字后缀一般为 “.c”,若在visual C++下编辑，也可为“.cpp”。 编译程序 主要功能是将高级语言程序翻译成机器语言程序（即目标 程序），另外它还包含查错的功能。在翻译过程中如果发 现源程序有错，则不生成目标程序，并向用户报告出错信 息。 目标程序 源程序经过编译程序转化成的机器语言程序 连接程序 将所有的目标程序和系统提供的库函数等连接在一起成为 一个整体，形成可执行程序。
结构化程序设计在总体设计阶段采用自 顶向下逐步求精的方法，可以把一个复杂问 题的解法分解和细化成一个由许多模块组成 的层次结构的软件系统。
自顶向下 逐步细化 模块化
43
结构化程序设计特点
按功能划分为若干个基本模块，形成树状 结构； 每一个模块内部都是由顺序、选择和循环 三种基本结构组成； 各模块间的关系尽可能简单；
第4章 函数（8学时）
第5章 构造数据类型（8学时） 第6章 指针（4学时）
第7章 动态数据结构（2学时）
第8章 文件（2学时）
5
教学目标
培养利用计算机处理问题的思维方式；
培养程序设计的基本方法; 主动将计算机引入到学习、生活中解决 实际问题，提高处理问题的效率。
6
第一章 程序设计概述
第一节 程序设计语言
2
课程学时安排
本课程计划 40+24 学时
理论教学（40学时）：
采用电子教案授课，结合计算机的特点，边讲、边演示、 边操作；
实验教学（ 12次实验， 24学时）：
熟悉环境、顺序选择、循环、数组、函数、综合、指针、 文件综合。每次实验上交一个实验报告。
集成开发环境：VC++6.0；
3
考核方式
本门课按两门课来计算：
26
例2.6 求5！
27
伪代码
概念：伪代码(pseudo code)是用来描述算法的介 于自然语言和计算机语言之间的文字和符号。 特点：自上而下 每一行(或几行)表示一个基本操作； 不用图形符号，书写方便、格式紧凑； 便于向计算机语言算法(即程序)过渡。 用处：适用于设计过程中需要反复修改时的流程 描述。
48
3.第三步细化 “number能被k整除” 及 “k达到lim”
(1) 细化“number能被k整除”： number/k的余数=0; (2) 细化“k达到lim”： k<=lim;
4.补充完整程序。
49
第四节 程序的实现环境
硬件环境
–输入设备 –输出设备 –外存储器 –内存储器：存贮运行中的程序和数据 –中央处理器CPU：包括运算器和控制器 运算器：按控制器的控制信息取数、进行算术运算或 逻辑运算。
38
错误 原因：语句A没有出口
错误
原因：出现死循环
39
正确，符合基本结构 的特点
40
第三节 结构化程序设计
基本思路
把一个复杂问题的求解过程分阶段进 行，每个阶段处理的问题都控制在人们 容易理解和处理的范围内 结构化程序设计强调程序设计风格和程 序结构的规范化，提倡清晰的结构。
41
结构化程序设计步骤
22
S1：输入正整数=> n S2：i=2(i作为除数） S3：n被i除，得余数r S4：如果r=0， 打印n“不是素数”， 结束； 否则执行S5 S5：i+1 => i S6：如果i≤ ， n 返回S3； 否则打印n“是素数”， 结束。
用流程图表示 算法要比用文 字描述算法逻 辑清晰、易于 理解。
太繁琐
12
设变量t为被乘数，i为乘数。 用循环算法来求结果, 算法可改写为：
步骤1：t=1
步骤2：i=2 步骤3：t×i => t 步骤4：i+1 => i 步骤5：如果i不大于5，返 回步骤3；否则结束。最后 得到t的值就是5!的值。 C语言编写的程序：
#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); }
23
画流程图注意事项
开始时把注意力集中在问题的逻辑上，画出流 程图的主路径
完成主路径后，加上分支和循环 一个流程图只能含有一个起始点和一个结束点 没有必要在流程图中画出程序的每个步骤。
让其他编程人员或用户能够轻松看懂你的流程 图。
24
练习2.1 画流程 图：打印50个学 生中成绩在80分 以上者
思考：设 g i 代表第i个学生
的成绩，算法表示如下： S1：1 => i S2：如果 g i ≥80，则打印。 S3：i+1 => i S4：如果i≤50，返回S2；否 则结束。
25
N-S图
美国学者I.Nassi和B.Shneiderman提出的一 种新的流程图 全部算法写在一个矩形框内，由一些基本 的框组成一个大的框，称N-S图
C语言程序设计：平时成绩+期末考试成绩
平时成绩：占总成绩的30%。 课的出勤+作业的完成； 期末考试成绩：占总成绩的70%。 综合程序设计：
平时实验作业(40%) 综合程序设计实验考试(60%)。
4
理论教学主要内容
第1章 程序设计概述（4学时）
第2章 程序设计初步（4学时）
第3章 程序的控制结构（8学时）
第二节 程序设计基本概念
第三节 结构化程序设计
第四节 程序的实现环境
7
第一节 程序设计语言
什么是计算机语言？
语言：
用于传达信息的表示方法、约定和规则的 集合，是人们交流信息的媒介和工具。
计算机语言： 是指计算机能够接受和处理的具有一定格 式的语言，是程序设计最重要的工具。人与计 算机打交道时交流信息的媒介和工具。
简练
思考：如果求2×4×6×…×1000，如何设计算法？
13
算法概念
精确定义的一系列规则，这些规则指 定了一系列操作顺序，以便在有限的步 骤内得到所求问题的解答；
14
算法分类
数值运算：求数值解，如求方程的根、 求函数的定积分…
非数值运算：事务管理领域，如图书 检索、人事管理、行车调度管理
15
MAX表示最大的数（maximum） C语言中区分大小写
17
算法的特征
包含有限的操作步骤 ——有穷性 ——确定性
算法中每一个步骤都是确定的
从外界取得必要的信息 ——有零个或多个输入
算法的目的是为了求解，“解”就是输出 ——有一个或多个输出
算法中每个步骤仅有一个后续动作 ——连续性
每个步骤应能有效地执行，并得到确定的结果
C语言程序设计
1
建议教材及参考书
教材：
1.
《计算机程序设计基础》赵宏主编,清华大学出版社、 北京交通大学出版社
《计算机程序设计基础辅导与实验教程》赵宏主编
2.
参考书：
1.
《C语言程序设计》 楼永坚、吴鹏、徐恩友编著, 人民邮电出版社
2. 3.
《C程序设计》谭浩强编，清华大学出版社
等级考试习题集(上网查考试大纲)
wenku.baidu.com2.1：求1×2×3×4×5
C语言编写的程序：
数据：1，2，3，4，5 数据结构：int 类型
算法： 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再 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
#include <stdio.h> Void main( ) { int i,t; t=1; i=2; t=t*i; i=3; t=t*i; i=4; t=t*i; i=5; t=t*i; printf(“%d\n”,t); }
31
例2.8 求5！
开始 置t的初值为1 置i的初值为2 当i<=5，执行下面操作： 使t=t×i 使i=i+1 ｛循环体到此结束｝ 输出t的值 结束 注：可用中文、英文或中英文混 用书写
32
第三节 结构化程序设计
在结构化程序设计中，有三种基本结构， 可以作为表示一个良好算法的基本单元：
顺序结构
分析 问题 确定 算法 编程 运行 调试 总结
10
第二节 程序设计基本概念
进行程序设计应该掌握程序设计方法，本门课 的就是要学习用结构化程序设计方法编写C语 言程序； 一个程序必须是用某种计算机语言来编写的， 并有必要的环境支持； 因此，可以这么认为：
程序=算法+数据结构+程序设计方法+语言工具和环境
选择结构
循环结构
用这三种基本结构作为“建筑单元”， 通过组合和嵌套，就能解决任何复杂的 问题。
33
图例
顺序结构
选择结构
34
循环结构：while型
直到（until/do-while）型
35
36
三种基本结构的扩展结构
37
三种基本结构的共同特点
(1) 一个入口， 一个出口； (2) 结构内每一部分都有机会被执行； (3) 结构内不存在“死循环”；
1. 分析问题，建立数学模型 包括考虑输入、输出、具体处理步骤等操作 2. 选定算法，用适当工具描述算法 数学建模之后，为了有效地进行解题，不仅要 保证算法正确，还要考虑算法的质量。 3. 编程实现 将选定的算法从非计算机语言的描述形式转换 为计算机语句描述形式。 4. 测试及调试
42
第三节 结构化程序设计
8
计算机语言的发展 低 级 语 言
高 级 语 言 机器语言 汇编语言
用 0、1 表示 的机器代码
用助记符表示 的程序语言
非常接近于人类的自然 语言和数学语言，它的 一个语句往往对应几条 机器指令
9
第二节 程序设计基本概念
程序 程序是为了解决某一特定问题而编写的计算机 能够接受并运行的一系列指令。简言之，程序 就是指令序列。 程序设计 简单地说，程序设计就是用计算机语言编写程 序的过程。一般包括以下几个步骤：
——有效性
18
算法的表示
流程图
N-S图
伪代码
19
流程图
常用流程图符号
20
例2.4 求5！
步骤1：t=1
步骤2：i=2 步骤3：t×i => t 步骤4：i+1 => i 步骤5：如果i不大于5，返 回步骤3；否则结束。最后 得到t的值就是5!的值。
21
例2.5 判断素数
素数是指除了1和该数本身之外，不能被其它任何整数整 除的数。 判断一个数n是否素数的方法：将n作为被除数，将2到 n 各个整数轮流作为除数，如果都不能被整除，则n为素数。 S1：输入正整数=> n S2：i=2(i作为除数） S3：n被i除，得余数r S4：如果r=0，打印n“不是素数”，结束；否则执行S5 S5：i+1 => i S6：如果i≤ ，返回 S3；否则打印n“是素数”，结束。 n
1.第一级伪代码 begin Initialize number; //初始化变量n while (number<n) { If number是一个素数 then print number; number取下一个值； } end
47
2.细化“初始化number” “number是一个素数”及“number取下一个值”。 (1)细化“初始化number”: number=2; (2) 细化“number是一个素数”： 当number是一个素数时为true，否则为false。细化如下： prim=true; do{ k=2; lim=开方（number）; if nubmer能被k整除 then prim=false ; else k=k+1; } while (prim==false) or (k达到lim)； (3) 细化“number取下一个值”：number=number+1;
44
结构化程序设计
模块设计的方法 功能分解，逐步求精
把一个任务分为若干个简单的子任务； 根据功能将程序划分为若干个子模块； 子模块还再可以划分为更小的模块； 划分子模块时应注意模块的独立性： 高内聚，低耦合；
45
第三节 结构化程序设计
46
结构化设计实例
例2.9：求1到n之间的素数 程序要做的事是：从1开始依次找，判断是否是素数，是则 打印出来，否则继续往下找，直到n为止。
算法实例
例2.2 全班共30人，打印视力在0.8以上的学生姓名。
设g(i)代表第i个学生的视力，算法表示如下： S1：1 => i S2：如果g(i)≥0.8，则打印。 S3：i+1 => i S4：如果i≤30，返回S2；否则结束。
16
算法实例
例2.3 输入三个数，然后输出其中最大的数。
设a、b、c代表三个数，算法表示如下： S1：输入a、b、c。 S2：如果a>b, 则a=> MAX；否则b=> MAX 。 S3：如果c> MAX， c=> MAX 。 S4：输出MAX 。 单词作变量名易于理解：
控制器：从内存取出程序指令进行分析并对其它相关 部件发出操作控制信息。
50
第四节 程序的实现环境
软件环境
操作系统 编辑程序 编译程序 连接程序
51
C程序的执行过程
编辑程序 编译程序 连接程序
运行 结果
源程序 .c
目标程序 .obj
可执行程序
.exe
输入源程序、修改、保存等
52
源程序 用户用高级语言编写的程序，C源程序文件名字后缀一般为 “.c”,若在visual C++下编辑，也可为“.cpp”。 编译程序 主要功能是将高级语言程序翻译成机器语言程序（即目标 程序），另外它还包含查错的功能。在翻译过程中如果发 现源程序有错，则不生成目标程序，并向用户报告出错信 息。 目标程序 源程序经过编译程序转化成的机器语言程序 连接程序 将所有的目标程序和系统提供的库函数等连接在一起成为 一个整体，形成可执行程序。
结构化程序设计在总体设计阶段采用自 顶向下逐步求精的方法，可以把一个复杂问 题的解法分解和细化成一个由许多模块组成 的层次结构的软件系统。
自顶向下 逐步细化 模块化
43
结构化程序设计特点
按功能划分为若干个基本模块，形成树状 结构； 每一个模块内部都是由顺序、选择和循环 三种基本结构组成； 各模块间的关系尽可能简单；
第4章 函数（8学时）
第5章 构造数据类型（8学时） 第6章 指针（4学时）
第7章 动态数据结构（2学时）
第8章 文件（2学时）
5
教学目标
培养利用计算机处理问题的思维方式；
培养程序设计的基本方法; 主动将计算机引入到学习、生活中解决 实际问题，提高处理问题的效率。
6
第一章 程序设计概述
第一节 程序设计语言
2
课程学时安排
本课程计划 40+24 学时
理论教学（40学时）：
采用电子教案授课，结合计算机的特点，边讲、边演示、 边操作；
实验教学（ 12次实验， 24学时）：
熟悉环境、顺序选择、循环、数组、函数、综合、指针、 文件综合。每次实验上交一个实验报告。
集成开发环境：VC++6.0；
3
考核方式
本门课按两门课来计算：
26
例2.6 求5！
27
伪代码
概念：伪代码(pseudo code)是用来描述算法的介 于自然语言和计算机语言之间的文字和符号。 特点：自上而下 每一行(或几行)表示一个基本操作； 不用图形符号，书写方便、格式紧凑； 便于向计算机语言算法(即程序)过渡。 用处：适用于设计过程中需要反复修改时的流程 描述。
48
3.第三步细化 “number能被k整除” 及 “k达到lim”
(1) 细化“number能被k整除”： number/k的余数=0; (2) 细化“k达到lim”： k<=lim;
4.补充完整程序。
49
第四节 程序的实现环境
硬件环境
–输入设备 –输出设备 –外存储器 –内存储器：存贮运行中的程序和数据 –中央处理器CPU：包括运算器和控制器 运算器：按控制器的控制信息取数、进行算术运算或 逻辑运算。
38
错误 原因：语句A没有出口
错误
原因：出现死循环
39
正确，符合基本结构 的特点
40
第三节 结构化程序设计
基本思路
把一个复杂问题的求解过程分阶段进 行，每个阶段处理的问题都控制在人们 容易理解和处理的范围内 结构化程序设计强调程序设计风格和程 序结构的规范化，提倡清晰的结构。
41
结构化程序设计步骤
22
S1：输入正整数=> n S2：i=2(i作为除数） S3：n被i除，得余数r S4：如果r=0， 打印n“不是素数”， 结束； 否则执行S5 S5：i+1 => i S6：如果i≤ ， n 返回S3； 否则打印n“是素数”， 结束。
用流程图表示 算法要比用文 字描述算法逻 辑清晰、易于 理解。
太繁琐
12
设变量t为被乘数，i为乘数。 用循环算法来求结果, 算法可改写为：
步骤1：t=1
步骤2：i=2 步骤3：t×i => t 步骤4：i+1 => i 步骤5：如果i不大于5，返 回步骤3；否则结束。最后 得到t的值就是5!的值。 C语言编写的程序：
#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); }
23
画流程图注意事项
开始时把注意力集中在问题的逻辑上，画出流 程图的主路径
完成主路径后，加上分支和循环 一个流程图只能含有一个起始点和一个结束点 没有必要在流程图中画出程序的每个步骤。
让其他编程人员或用户能够轻松看懂你的流程 图。
24
练习2.1 画流程 图：打印50个学 生中成绩在80分 以上者
思考：设 g i 代表第i个学生
的成绩，算法表示如下： S1：1 => i S2：如果 g i ≥80，则打印。 S3：i+1 => i S4：如果i≤50，返回S2；否 则结束。
25
N-S图
美国学者I.Nassi和B.Shneiderman提出的一 种新的流程图 全部算法写在一个矩形框内，由一些基本 的框组成一个大的框，称N-S图
C语言程序设计：平时成绩+期末考试成绩
平时成绩：占总成绩的30%。 课的出勤+作业的完成； 期末考试成绩：占总成绩的70%。 综合程序设计：
平时实验作业(40%) 综合程序设计实验考试(60%)。
4
理论教学主要内容
第1章 程序设计概述（4学时）
第2章 程序设计初步（4学时）
第3章 程序的控制结构（8学时）
第二节 程序设计基本概念
第三节 结构化程序设计
第四节 程序的实现环境
7
第一节 程序设计语言
什么是计算机语言？
语言：
用于传达信息的表示方法、约定和规则的 集合，是人们交流信息的媒介和工具。
计算机语言： 是指计算机能够接受和处理的具有一定格 式的语言，是程序设计最重要的工具。人与计 算机打交道时交流信息的媒介和工具。
简练
思考：如果求2×4×6×…×1000，如何设计算法？
13
算法概念
精确定义的一系列规则，这些规则指 定了一系列操作顺序，以便在有限的步 骤内得到所求问题的解答；
14
算法分类
数值运算：求数值解，如求方程的根、 求函数的定积分…
非数值运算：事务管理领域，如图书 检索、人事管理、行车调度管理
15
MAX表示最大的数（maximum） C语言中区分大小写
17
算法的特征
包含有限的操作步骤 ——有穷性 ——确定性
算法中每一个步骤都是确定的
从外界取得必要的信息 ——有零个或多个输入
算法的目的是为了求解，“解”就是输出 ——有一个或多个输出
算法中每个步骤仅有一个后续动作 ——连续性
每个步骤应能有效地执行，并得到确定的结果
C语言程序设计
1
建议教材及参考书
教材：
1.
《计算机程序设计基础》赵宏主编,清华大学出版社、 北京交通大学出版社
《计算机程序设计基础辅导与实验教程》赵宏主编
2.
参考书：
1.
《C语言程序设计》 楼永坚、吴鹏、徐恩友编著, 人民邮电出版社
2. 3.
《C程序设计》谭浩强编，清华大学出版社
等级考试习题集(上网查考试大纲)