JAVA程序设计概述

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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
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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：
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
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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；


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。
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图例
顺序结构
选择结构
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循环结构：while型
直到（until/do-while）型
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三种基本结构的扩展结构
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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”；
MAX表示最大的数（maximum） C语言中区分大小写
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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
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
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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;
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）
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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。
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第一章 程序设计概述
第一节 程序设计语言
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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
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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


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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；
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第三节 结构化程序设计
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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。
——有效性
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算法的表示
流程图
N-S图
伪代码
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流程图
常用流程图符号
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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。
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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
太繁琐
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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); }

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。
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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

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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
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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。
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。
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算法实例
例2.3 输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：
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
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第三节 结构化程序设计
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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；
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考核方式
本门课按两门课来计算：
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例2.1：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); }
简练
思考：如果求2×4×6×…×1000，如何设计算法？
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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；
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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

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错误 原因：语句A没有出口
错误
原因：出现死循环
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正确，符合基本结构 的特点
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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。
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结构化程序设计步骤