第3章 结构化程序设计方法
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（2）
(-1)i+j|A’|
Aij
（3）
计算n阶矩阵A-1
计算伴随矩阵A*
（6）
A*/|A|
A-1
计算n阶矩阵A的伴随矩阵A*
（6）
i=0, j=0
i+1 0
i<n T
F
F j+1
j<n T
Aij
A*[j,i]
（5）
完成A*计算
考虑完算法，开始考虑实现 （抽象数据类型）
• 自顶向下、逐步求精的方法不仅使用于结 构化程序设计，也适用于其它的程序设计， 比如SQL。
开始
输入n阶矩阵
A
（1）
计算|A|
（2）
T
（3）
|A|!=0 计算A-1
FHale Waihona Puke Baidu
（4）
A没有逆矩阵 测试A-1
结束
计算n阶|A|
（2）
0 0
T
n>1
F
F i+1 i<n T
（5）计算代数余子式
s
|A|
（5）
计算n阶矩阵A的代数余子式Aij 除去A的第i行，第j列， 形成n-1阶矩阵A’
计算n-1阶|A’|
程序设计方法学 ——第3章 结构化程序设计方法
徐承志 xcz911@sohu.com
3.1 结构化程序设计概述
• 结构化程序设计的内容
– 指导编写程序的一般方法 – 避免使用GOTO语句的程序设计 – 自顶向下逐步求精的程序设计 – 将任意大而复杂的流程图转变为标准形式 – 利用它组织和编写的程序容易理解和修改 – 控制程序复杂性的理论和方法 – 使得正确性的证明容易实现
– 递推技术
• 找到一个有解的方向，对问题做出有限进展，并重复 递推，使它最终到达完全解。 • 循环实现、递归实现
– 分析技术
• 对问题用“情况分析”来细化，直到可用条件语句为 止。 • If-else if-else if…，switch case
3.1 结构化程序设计概述
• 例，计算n阶矩阵的逆矩阵。
[查询目标 查询目标] 查询目标 SELECT 姓名 FROM 教师 集合1) WHERE 教师代号 IN (集合 集合 [集合 集合1] 集合 SELECT 教师代号 FROM (集合 union all 集合 union all 集合 集合2 集合3 集合4) 集合 GROUP BY 教师代号 HAVING COUNT(*)=3 [集合 在爱好篮球的老师中羽毛球水平 集合2:在爱好篮球的老师中羽毛球水平 集合 最高的老师代号] 最高的老师代号 SELECT t_i.教师代号 FROM 兴趣 i，教师_兴趣 t_i WHERE i.兴趣代号=t_i.兴趣代号 and i.兴趣名=“羽毛球” and t_i.教师代号 IN (集合 集合5) 集合 集合6) and t_i.水平>=all(集合 集合
3.1 结构化程序设计概述
• 程序设计具体步骤
– 分析问题
• 明确题目要求，列出所有已知量，找出求解范围、解的精度等
– 建立数学模型
• 比如迭代或递推公式等 • 画出流程图，结构化流程图
– 选择算法
• • • • 算法的逻辑结构尽可能简单 算法所需的存储量尽量少 避免不必要的循环，减少执行时间 在满足题目要求下，尽量减少计算量
– 编写程序
• 先全局后局部，自顶向下，层层分解，如果某些子问题的相同，可用子 程序表示
– 调试运行 – 分析结果 – 写出程序的文档
3.1 结构化程序设计概述
• 逐步求精的过程包含了三种技术
– 分割技术
• 第一步：把问题划分成不相交的一些部分，直到可用 复用语句为止。 • 第二步：依次解决划分后的每一部分问题。
[集合 爱好篮球的老师代号 集合5:爱好篮球的老师代号 集合 爱好篮球的老师代号] SELECT t_i.教师代号 FROM 兴趣 i，教师_兴趣 t_i WHERE i.兴趣代号=t_i.兴趣代号 and i.兴趣名=“篮球”
[集合 爱好篮球的老师的羽毛球水平 集合6:爱好篮球的老师的羽毛球水平 集合 爱好篮球的老师的羽毛球水平] SELECT t_i.水平 FROM 兴趣 i，教师_兴趣 t_i WHERE i.兴趣代号=t_i.兴趣代号 and i.兴趣名=“羽毛球” and t_i.教师代号 IN ( SELECT t_i.教师代号 FROM 兴趣 i，教师_兴趣 t_i WHERE i.兴趣代号=t_i.兴趣代号 and i.兴趣名=“篮球” )
[数据表定义 数据表定义] 数据表定义 教师（教师代号，姓名）； 兴趣（兴趣代号，兴趣名）； 教师_兴趣（教师代号，兴趣代号，水平）； [数据表定义 数据表定义] 数据表定义 查找满足下面条件的老师的姓名：在爱好篮球的老师中羽 毛球水平最高，并且在爱好羽毛球的老师中乒乓球水平最 高，并且在爱好乒乓球的老师中篮球水平最高。 [查询结果 查询结果] 查询结果 徐承志
3.1 结构化程序设计概述
• 结构化程序设计的特征
– 模块化
• 将大程序划分为若干子程序，每个子程序称为一个 独立模块 • 每个模块又可继续划分为更小的子模块 • 程序具有一种层次结构
3.1 结构化程序设计概述
• 结构化程序设计的特征
– 自顶向下
• 先设计顶层，然后步步深入，逐层细分，逐步求精。 • 步骤：首先确定问题的输入和输出，然后从大的方 面把问题分解为几个问题，每个子问题形成一个模 块。 • 特点：先整体后局部，先抽象后具体。
(-1)i+j|A’|
Aij
（3）
计算n阶矩阵A-1
计算伴随矩阵A*
（6）
A*/|A|
A-1
计算n阶矩阵A的伴随矩阵A*
（6）
i=0, j=0
i+1 0
i<n T
F
F j+1
j<n T
Aij
A*[j,i]
（5）
完成A*计算
考虑完算法，开始考虑实现 （抽象数据类型）
• 自顶向下、逐步求精的方法不仅使用于结 构化程序设计，也适用于其它的程序设计， 比如SQL。
开始
输入n阶矩阵
A
（1）
计算|A|
（2）
T
（3）
|A|!=0 计算A-1
FHale Waihona Puke Baidu
（4）
A没有逆矩阵 测试A-1
结束
计算n阶|A|
（2）
0 0
T
n>1
F
F i+1 i<n T
（5）计算代数余子式
s
|A|
（5）
计算n阶矩阵A的代数余子式Aij 除去A的第i行，第j列， 形成n-1阶矩阵A’
计算n-1阶|A’|
程序设计方法学 ——第3章 结构化程序设计方法
徐承志 xcz911@sohu.com
3.1 结构化程序设计概述
• 结构化程序设计的内容
– 指导编写程序的一般方法 – 避免使用GOTO语句的程序设计 – 自顶向下逐步求精的程序设计 – 将任意大而复杂的流程图转变为标准形式 – 利用它组织和编写的程序容易理解和修改 – 控制程序复杂性的理论和方法 – 使得正确性的证明容易实现
– 递推技术
• 找到一个有解的方向，对问题做出有限进展，并重复 递推，使它最终到达完全解。 • 循环实现、递归实现
– 分析技术
• 对问题用“情况分析”来细化，直到可用条件语句为 止。 • If-else if-else if…，switch case
3.1 结构化程序设计概述
• 例，计算n阶矩阵的逆矩阵。
[查询目标 查询目标] 查询目标 SELECT 姓名 FROM 教师 集合1) WHERE 教师代号 IN (集合 集合 [集合 集合1] 集合 SELECT 教师代号 FROM (集合 union all 集合 union all 集合 集合2 集合3 集合4) 集合 GROUP BY 教师代号 HAVING COUNT(*)=3 [集合 在爱好篮球的老师中羽毛球水平 集合2:在爱好篮球的老师中羽毛球水平 集合 最高的老师代号] 最高的老师代号 SELECT t_i.教师代号 FROM 兴趣 i，教师_兴趣 t_i WHERE i.兴趣代号=t_i.兴趣代号 and i.兴趣名=“羽毛球” and t_i.教师代号 IN (集合 集合5) 集合 集合6) and t_i.水平>=all(集合 集合
3.1 结构化程序设计概述
• 程序设计具体步骤
– 分析问题
• 明确题目要求，列出所有已知量，找出求解范围、解的精度等
– 建立数学模型
• 比如迭代或递推公式等 • 画出流程图，结构化流程图
– 选择算法
• • • • 算法的逻辑结构尽可能简单 算法所需的存储量尽量少 避免不必要的循环，减少执行时间 在满足题目要求下，尽量减少计算量
– 编写程序
• 先全局后局部，自顶向下，层层分解，如果某些子问题的相同，可用子 程序表示
– 调试运行 – 分析结果 – 写出程序的文档
3.1 结构化程序设计概述
• 逐步求精的过程包含了三种技术
– 分割技术
• 第一步：把问题划分成不相交的一些部分，直到可用 复用语句为止。 • 第二步：依次解决划分后的每一部分问题。
[集合 爱好篮球的老师代号 集合5:爱好篮球的老师代号 集合 爱好篮球的老师代号] SELECT t_i.教师代号 FROM 兴趣 i，教师_兴趣 t_i WHERE i.兴趣代号=t_i.兴趣代号 and i.兴趣名=“篮球”
[集合 爱好篮球的老师的羽毛球水平 集合6:爱好篮球的老师的羽毛球水平 集合 爱好篮球的老师的羽毛球水平] SELECT t_i.水平 FROM 兴趣 i，教师_兴趣 t_i WHERE i.兴趣代号=t_i.兴趣代号 and i.兴趣名=“羽毛球” and t_i.教师代号 IN ( SELECT t_i.教师代号 FROM 兴趣 i，教师_兴趣 t_i WHERE i.兴趣代号=t_i.兴趣代号 and i.兴趣名=“篮球” )
[数据表定义 数据表定义] 数据表定义 教师（教师代号，姓名）； 兴趣（兴趣代号，兴趣名）； 教师_兴趣（教师代号，兴趣代号，水平）； [数据表定义 数据表定义] 数据表定义 查找满足下面条件的老师的姓名：在爱好篮球的老师中羽 毛球水平最高，并且在爱好羽毛球的老师中乒乓球水平最 高，并且在爱好乒乓球的老师中篮球水平最高。 [查询结果 查询结果] 查询结果 徐承志
3.1 结构化程序设计概述
• 结构化程序设计的特征
– 模块化
• 将大程序划分为若干子程序，每个子程序称为一个 独立模块 • 每个模块又可继续划分为更小的子模块 • 程序具有一种层次结构
3.1 结构化程序设计概述
• 结构化程序设计的特征
– 自顶向下
• 先设计顶层，然后步步深入，逐层细分，逐步求精。 • 步骤：首先确定问题的输入和输出，然后从大的方 面把问题分解为几个问题，每个子问题形成一个模 块。 • 特点：先整体后局部，先抽象后具体。