第一讲 算法与程序设计PPT课件
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计算机算法与程序设计PPT课件
Bellman-Ford算法
适用于有负权边的有向图，通过对所有边进行松弛操作，逐步更新 起点到其它顶点的距离。
最小生成树问题求解方法
Prim算法
适用于无向连通图，通过贪心策略每次选择连接已选顶点和未选顶点中权值最小 的边，逐步构建最小生成树。
Kruskal算法
适用于无向连通图，通过并查集数据结构维护图的连通性，每次选择权值最小的 边加入最小生成树，并保证不形成环。
栈
后进先出（LIFO）的数据结构，支 持压栈和弹栈操作
03
02
链表
非连续内存空间，通过指针连接元 素，插入和删除操作较为方便
队列
先进先出（FIFO）的数据结构，支 持入队和出队操作
04
树和图数据结构简介
树
具有层次结构的数据结构，包括二叉树、红黑树等，用于表示具有父子关系的 数据
图
由节点和边组成的数据结构，用于表示复杂的关系网络，如社交网络、交通网 络等
评估算法执行过程中所需额外空间的数量级，也常 用大O表示法。
评估方法
最坏情况分析、平均情况分析、最好情况分 析等。
02
程序设计基础
编程语言选择与特点
1 2
高级语言与低级语言
解释型与编译型语言的区别，如Python、Java 与C、C等。
面向对象与面向过程
如Java、C与C语言的编程范式对比。
3
动态类型与静态类型
计算机算法与程序设 计PPT课件
目录
• 计算机算法概述 • 程序设计基础 • 基本数据结构及其应用 • 排序与查找算法研究 • 图论相关算法探讨 • 动态规划思想在程序设计中的应用 • 计算机算法与程序设计实践案例分析
01
计算机算法概述
适用于有负权边的有向图，通过对所有边进行松弛操作，逐步更新 起点到其它顶点的距离。
最小生成树问题求解方法
Prim算法
适用于无向连通图，通过贪心策略每次选择连接已选顶点和未选顶点中权值最小 的边，逐步构建最小生成树。
Kruskal算法
适用于无向连通图，通过并查集数据结构维护图的连通性，每次选择权值最小的 边加入最小生成树，并保证不形成环。
栈
后进先出（LIFO）的数据结构，支 持压栈和弹栈操作
03
02
链表
非连续内存空间，通过指针连接元 素，插入和删除操作较为方便
队列
先进先出（FIFO）的数据结构，支 持入队和出队操作
04
树和图数据结构简介
树
具有层次结构的数据结构，包括二叉树、红黑树等，用于表示具有父子关系的 数据
图
由节点和边组成的数据结构，用于表示复杂的关系网络，如社交网络、交通网 络等
评估算法执行过程中所需额外空间的数量级，也常 用大O表示法。
评估方法
最坏情况分析、平均情况分析、最好情况分 析等。
02
程序设计基础
编程语言选择与特点
1 2
高级语言与低级语言
解释型与编译型语言的区别，如Python、Java 与C、C等。
面向对象与面向过程
如Java、C与C语言的编程范式对比。
3
动态类型与静态类型
计算机算法与程序设 计PPT课件
目录
• 计算机算法概述 • 程序设计基础 • 基本数据结构及其应用 • 排序与查找算法研究 • 图论相关算法探讨 • 动态规划思想在程序设计中的应用 • 计算机算法与程序设计实践案例分析
01
计算机算法概述
2024年算法与程序设计课件
算法与程序设计课件引言算法与程序设计是计算机科学领域的核心知识，是解决实际问题的基本方法。
本课件旨在介绍算法与程序设计的基本概念、原理和方法，帮助读者掌握程序设计的基本技能，培养良好的编程习惯，提高解决实际问题的能力。
第一章：算法基础1.1算法的概念算法是一系列解决问题的步骤，是计算机程序设计的基础。
一个有效的算法应具备可行性、确定性、有穷性和至少一个输出。
1.2算法的表示算法可以通过自然语言、伪代码、流程图等多种方式表示。
其中，伪代码是一种介于自然语言和程序设计语言之间的表示方法，简洁明了，易于理解。
1.3算法分析算法分析主要包括时间复杂度和空间复杂度两个方面。
时间复杂度是指算法执行所需时间的量度，空间复杂度是指算法执行过程中所需存储空间的量度。
第二章：程序设计基础2.1程序设计语言程序设计语言是人与计算机之间进行信息交流的工具。
常见的程序设计语言有C、C++、Java、等。
2.2数据类型与变量数据类型是程序设计中对数据的一种抽象，规定了数据的存储方式和操作方法。
变量是存储数据的基本单元，用于表示程序中的数据。
2.3控制结构控制结构是程序设计中的基本语法，用于实现程序的流程控制。
常见的控制结构有顺序结构、分支结构和循环结构。
第三章：面向对象程序设计3.1类与对象类是对具有相同属性和方法的一组对象的抽象，对象是类的具体实例。
面向对象程序设计以类和对象为基本单元，实现程序的功能。
3.2继承与多态继承是面向对象程序设计中的一个重要概念，用于实现代码的复用。
多态是指同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释和行为。
3.3接口与实现接口是定义一组操作的规范，实现是对接口的具体实现。
面向对象程序设计通过接口与实现的分离，提高程序的可维护性和可扩展性。
第四章：算法设计与分析4.1算法设计方法常见的算法设计方法有贪心算法、分治算法、动态规划算法、回溯算法等。
这些方法为解决实际问题提供了有效的思路和策略。
4.2算法分析技巧算法分析技巧包括递推法、递归法、迭代法等。
09644_算法与程序设计ppt课件
数据结构算法
线性表、树、图等数据结 构上的操作算法。
图论算法
最短路径、最小生成树、 拓扑排序等。
5
算法分类及应用领域
2024/1/26
动态规划算法
01
背包问题、最长公共子序列等。
贪心算法
02
活动选择、哈夫曼编码等。
分治算法
03
归并排序、快速排序等。
6
算法分类及应用领域
回溯算法
八皇后问题、图的着色问题等。
28
05
动态规划思想在程序 设计中的应用
2024/1/26
29
动态规划思想介绍和原理剖析
要点一
动态规划思想概述
要点二
动态规划原理剖析
动态规划是一种在数学、计算机科学和经济学中使用的， 通过把原问题分解为相对简单的子问题的方式来求解复杂 问题的方法。动态规划常常适用于有重叠子问题和最优子 结构性质的问题。
42
回溯法与分支限界法比较
2024/1/26
回溯法
找出所有解或满足特定条件的解 。
分支限界法
找出满足特定条件的一个解或最 优解。
43
回溯法与分支限界法比较
回溯法
深度优先搜索。
分支限界法
广度优先或最小耗费优先搜索。
2024/1/26
44
回溯法与分支限界法比较
回溯法
通过约束条件剪枝，排除不可能得到 解的节点。
表示对象及其之间的关系。
2024/1/26
图的分类
根据边的方向性，图可分为有向图 和无向图；根据边的权重，图可分 为加权图和非加权图。
图的基本性质
连通性、环、度、路径、连通分量 等。
26
最短路径问题求解方法探讨
《算法与程序设计》课件
栈与队列
总结词：空间需求
详细描述：栈空间需求较小，只需存储当前 元素。队列空间需求较大，需存储所有元素
。
二叉树与图论算法
总结词：层级结构
详细描述：二叉树是一种层级结构， 每个节点最多有两个子节点（左子节 点和右子节点）。图论算法涉及图的 结构和性质，节点和边是基本元素。
二叉树与图论算法
总结词：遍历方式
总结词：空间效率
详细描述：数组连续存储，空间利用率较高。链表节点可能存在大量空闲空间，空间利用率较低。
栈与队列
总结词：先进后
总结词：先进后
栈与队列
总结词：应用场景
VS
详细描述：栈常用于实现函数调用、 深度优先搜索等操作。队列常用于实 现任务调度、缓冲区处理等操作。
栈与队列
总结词：性能特点
详细描述：栈操作速度快，时间复杂度为O(1)。队列操作速度慢，因为需要移动 大量元素，时间复杂度为O(n)。
总结词
复杂度分析
详细描述
二叉树和图论算法的时间复杂度和空间复杂度分析取决于具体算法和应用场景。在某些情况下，二叉树和图论 算法的时间复杂度和空间复杂度可能较高。
04
算法设计与优化
分治策略
01
分治策略
将一个复杂的问题分解为两个或更多的相同或相似的子问题，直到最后
子问题可以简单的直接求解，原问题的解即子问题的解的合并。
02
合并排序
采用分治策略的经典算法，将数组分为两半，分别对两半进行排序，最
后合并两个有序的半部分。
03
快速排序
利用分治策略的排序算法，选择一个基准元素，重新排列数组，使得基
准元素左侧都比它小，右侧都比它大，然后递归地对左右两侧进行快速
算法与程序设计课件
2.Inputbox（）函数应用
例2：编程求半径为r=6的圆的面积
r=val (inputbox(“r=”,”输入半 ) 径”) s=3.14*r*r print “圆的面积s=”；s
提问：例2与例1相比，好在哪？
四、顺序结构应用
1.已知长方体的长、宽、高，编开始程求 长方体的全面积和体积。 输入长a
该函数返回值的是字符串类型
三、输入函数
2.Inputbox（）函数应用
例1：编程求半径为r=6的圆的面积
r=6 s=3.14*r*r print “圆的面积s=”；s
提问：如果圆的半径为8，15，30分别计算圆的面积， 上述程序段如何修改？ 提问：如果计算任意半径圆的面积，上述程序如何修改？
三、输入函数
→先计算，后输出计算值； 结果为 8 结果为 x=8
二、Print语句
4.输出项的间隔符：
输出内容可以是一个或多个。如果是多个输出内容，
则各输出内容之间可以用逗号或分号分隔
（1）分号：则后面一个输出内容紧跟前一个输出（紧凑格） Print "早安"; "中国" 结果为 早安中国
（2）逗号，则按照分区(14个字符位置)格式输出（分区格）
Y=x3*100+x2*10+x1
计算个位数x3 Y=x3*100+x2*10+x1 输出x的反向数y
结束四、顺序结构应用Fra bibliotek2.从键盘上输入一个三位数，然后将它 反向输出。如输入456，输出应为654。
X=val(inputbox（“x=”，“输入”）) X1=x\100 X2=(x-x1*100)\10 X3=x-x1*100-x2*10 Y=x3*100+x2*10+x1 Print “三位数”；x；“的反向数为”；y
例2：编程求半径为r=6的圆的面积
r=val (inputbox(“r=”,”输入半 ) 径”) s=3.14*r*r print “圆的面积s=”；s
提问：例2与例1相比，好在哪？
四、顺序结构应用
1.已知长方体的长、宽、高，编开始程求 长方体的全面积和体积。 输入长a
该函数返回值的是字符串类型
三、输入函数
2.Inputbox（）函数应用
例1：编程求半径为r=6的圆的面积
r=6 s=3.14*r*r print “圆的面积s=”；s
提问：如果圆的半径为8，15，30分别计算圆的面积， 上述程序段如何修改？ 提问：如果计算任意半径圆的面积，上述程序如何修改？
三、输入函数
→先计算，后输出计算值； 结果为 8 结果为 x=8
二、Print语句
4.输出项的间隔符：
输出内容可以是一个或多个。如果是多个输出内容，
则各输出内容之间可以用逗号或分号分隔
（1）分号：则后面一个输出内容紧跟前一个输出（紧凑格） Print "早安"; "中国" 结果为 早安中国
（2）逗号，则按照分区(14个字符位置)格式输出（分区格）
Y=x3*100+x2*10+x1
计算个位数x3 Y=x3*100+x2*10+x1 输出x的反向数y
结束四、顺序结构应用Fra bibliotek2.从键盘上输入一个三位数，然后将它 反向输出。如输入456，输出应为654。
X=val(inputbox（“x=”，“输入”）) X1=x\100 X2=(x-x1*100)\10 X3=x-x1*100-x2*10 Y=x3*100+x2*10+x1 Print “三位数”；x；“的反向数为”；y
算法与程序设计第一章如何用计算机解决问题课件
水仙花数流程图描述
开始 N=100 N<=999 Y
N
N的个位数的三次方+N 的十位数的三次方+N的 Y 百位数的三次方=N N N=N+1 输出N值
结束
用伪代码描述水仙花数算法 For N=100 to 999 if N的个位数的三次方+N的十位数的三次方+N的百位数的三次方=N then 输出n end if next1
课堂练习： 分别用自然语言和流程图描述求解 1、所有水仙花数的问题。水仙花数是指一个三位数， 它的各位数的立方和正好等于该数本身。如 153=13+53+33。 2、设计统计前1000个自然数中的奇数的个数的流程图
3、设计算法：找出乘积为840的两个相邻偶数
水仙花数自然语言描述 1、将N的初始值赋为100 2、如果N的个位数的三次方加上N的十位数的三次 方再加上N的百位数的三次方等于N,输出N值,否则转 入第3步 3、如果N<=999,将N的值加1，转到第2步,否则转入 第4步 4、输出运算结果，结束程序
算法独立于任何具体的程序设计语言，一个算法 可以用多种程序设计语言来实现。
算法的特征
算法要有一个清晰的起始步，表示处理问题的起点， 且每一个步骤只能有一个确定的后继步骤(1算法的 确定性)，从而组成一个步骤的有限序列(2算法的有 穷性)；要有一个终止步(序列的终止)表示问题得到 解决或不能得到解决；每条规则必须是确定的、可 行的(3算法的可行性)、不能存在二义性。算法总是 对数据进行加工处理，因此，算法的执行过程中通 常要有数据4输入(0个或多个)和数据5输出（至少一 个）的步骤。
人解决问题的一般过程 观察问题→分析问题→脑中收集信息→根据已有的 知识、经验判断、推理→采用方法和步骤解决 简单地概括 ⑴明确问题 ⑵提出假设 ⑶验证假设
《算法与程序设计之》课件
调试技巧
使用调试工具、设置断点、单 步执行等技巧来定位和解决错
误。
程序设计的最佳实践
代码规范
遵循统一的代码规范，提高代 码可读性和可维护性。
模块化设计
将程序划分为独立的模块，降 低代码耦合度，提高可扩展性 。
异常处理
合理处理异常情况，避免程序 崩溃或产生不可预期的结果。
注释与文档
为代码添加注释和文档，方便 他人理解代码和维护。
THANKS
感谢观看
快速排序
也是一种使用分治法的排序算法。通 过选择一个基准元素，并将数组分为 两部分，一部分小于基准元素，另一 部分大于基准元素，然后对这两部分 递归地进行快速排序。
CHAPTER
05
程序设计实践
程序设计的实际应用
数据分析
利用程序设计对大量数 据进行处理、分析和可 视化，为决策提供支持
。
网站开发
网站的前端和后端功能 实现，包括用户界面设
《算法与程序设计之》 ppt课件
CONTENTS
目录
• 算法基础 • 程序设计基础 • 数据结构 • 算法实现 • 程序设计实践
CHAPTER
01
算法基础
算法的定义与特性
总结词：描述算法的基本概念和特性 详细描述
算法是一组明确的、可重复的指令集合，用于解决特定问题或完成特定任务。
算法的定义与特性
哈希查找
通过哈希函数将关键字直接转换成要 访问的地址进行查找的方法。
分治算法的实现
归并排序
采用分治法的典型应用，将大问题分 解为小问题，然后递归解决这些小问 题，最后将小问题的解决方案合并以 解决原始的大问题。
二分搜索
也称折半搜索，是一种在有序数组中 查找某一特定元素的搜索算法。搜索 过程从数组的中间元素开始，如果中 间元素正好是目标值，则搜索过程结 束；如果目标值大于或小于中间元素 ，则在数组大于或小于中间元素的那 一半中查找，而且同样从中间元素开 始比较。如果在某一步骤数组为空， 则代表找不到目标值。
算法与程序设计概述概要课件
2. 变通例 1.4, 应用 求两个整数 a,b 的最大公约 (a1,.b)上的数机欧通几过里例德1算.4法。 求两个整数的最小公倍数{a,b}, 并拓广到求n个整数的最小公倍数.
（提示(a,b)*{a,b}=a*b,{a,b,c}={{a,b},c},……） 3. 上机通过习题5。
作业：
29
22
Visual FoxPro
/* 求整数a,b 的最大公约数（a,b）*/
#include<stdio.h>
void main()
{ long a,b,c,r;
printf("请输入整数a,b: ");
scanf("%ld,%ld",&a,&b); /* 输入整数a,b */
printf("(%ld,%ld)",a,b);
if(a<b)
{c=a;a=b;b=c;} /* 交换a,b ,确保a>b*/ r=a%b;
while(r!=0)
{a=b;b=r; /* 实施"辗转相除" */ r=a%b;
}
printf("=%ld\n",b); /* 输出求解结果 */
}
23
Visual FoxPro
¡ (2) 求n个整数的最大公约数程序实现 ¡ 对于3个以上整数, 最大公约数有以下性质:¡ (a1,a2,a3)=((a1,a2),a3) ¡ (a1,a2,a3,a4)=((a1,a2,a3),a4),... ¡ 应用这一性质,要求n个数的最大公约数,先求出 前n-1
二维或三维数组是空间复杂度高的主要因素之一。 在算法设计时，为降低空间复杂度，要注意尽可 能
（提示(a,b)*{a,b}=a*b,{a,b,c}={{a,b},c},……） 3. 上机通过习题5。
作业：
29
22
Visual FoxPro
/* 求整数a,b 的最大公约数（a,b）*/
#include<stdio.h>
void main()
{ long a,b,c,r;
printf("请输入整数a,b: ");
scanf("%ld,%ld",&a,&b); /* 输入整数a,b */
printf("(%ld,%ld)",a,b);
if(a<b)
{c=a;a=b;b=c;} /* 交换a,b ,确保a>b*/ r=a%b;
while(r!=0)
{a=b;b=r; /* 实施"辗转相除" */ r=a%b;
}
printf("=%ld\n",b); /* 输出求解结果 */
}
23
Visual FoxPro
¡ (2) 求n个整数的最大公约数程序实现 ¡ 对于3个以上整数, 最大公约数有以下性质:¡ (a1,a2,a3)=((a1,a2),a3) ¡ (a1,a2,a3,a4)=((a1,a2,a3),a4),... ¡ 应用这一性质,要求n个数的最大公约数,先求出 前n-1
二维或三维数组是空间复杂度高的主要因素之一。 在算法设计时，为降低空间复杂度，要注意尽可 能
《算法和程序设计》PPT课件
“选择排序”算法举例
数组的初态，全部是未排序元素 在未排序元素中确定最小数位置 与首元素交换，第1次循环结束 在未排序元素中确定最小数位置 与首元素交换，第2次循环结束 在未排序元素中确定最小数位置 与首元素交换，第3次循环结束
4 937 8 2 5 4 937 8 2 5 2 937 8 4 5 2 937 8 4 5 2 397 8 4 5 2 397 8 4 5 2 347 8 9 5
按提供的条件进行操作
任何人均可仿照进行(共享智 能)
开始
是
A＝B？
C是伪币
否
是
A＝C？
B是伪币
否
A是伪币
5
3.3 算法和程序设计
关于算法的三方面问题
如何确定算法（算法设计）？ 如何表示算法（算法表示）？ 如何使算法更有效（算法分析）？
6
3.3 算法和程序设计
2. 算法设计举例
第6次循环后，排序结束
2 345 7 8 9
9
3.3 算法和程序设计
3. 算法的表示
文字叙述 流程图表示 伪代码描述
10
3.3 算法和程序设计
文字(自然语言)描述
“比较Ａ与Ｂ的重量，若Ａ＝Ｂ，则Ｃ是伪造的； 否则再比较Ａ与Ｃ的重量，若Ａ＝Ｃ，则Ｂ是伪造 的；否则Ａ是伪造的。”
缺点：
在第i趟排序中选出最小整数时，需做n-i次比较操作，
因此，总的比较操作次数为：n(n-1)/2 = (n2 -n)/2
（2）移动操作的次数：
最好情况(原始数据已经排序)时，移动次数为0 最坏情况(原始数据逆序排列)时，每趟均要执行交换操 作(3次传送)，总的移动次数取最大值为：3(n-1)
所以，直接选择排序的时间复杂性 为 O(n2)
高中《算法与程序设计》知识点总结ppt课件
加法：+ 减法：-
.
主页->『程序设计』知识点
『7.关系类基本运算』
❖ 关系类基本运算符： 相等：=
不相等：<> 小于：< 大于：>
小于等于：<= 大于等于：>=
.
主页->『程序设计』知识点
『8.逻辑类基本运算』
❖ 逻辑类基本运算符： 非：not 与：and 或：or
.
主页->『程序设计』知识点
『9.表达式』
❖ 表达式：包括算术运算、关系元算、逻辑运算以及变量和 常量。 例如：y=(x*x+1)/(abs(x)+3) a+b>c and a+c>b and b+c>a
.
主页->『程序设计』知识点
『10.赋值语句』
❖ 赋值语句：把等号右边的表达式的计算结果存储到等号左 边的变量中，或存放到某个对象的指定属性中。
.
主页->『算法』知识点
『4. 算法的表示』
❖ 常见算法表示方法：自然语言描述、流程图、伪 代码、程序语言等
判断题：
1.算法描述可以有多种表达方法，自然语言、流程图、伪代码、机器语
言都可以描述“玫瑰花数问题”的算法。
√( )
.
主页->『算法』知识点
『5. 算法的三种基本模式』
❖ 算法三种基本模式：顺序模式、选择模式、循环 模式
❖ ★Do语句：通过条件控制循环的计算过程 do while 条件表达式 语句块 loop
.
主页->『程序设计』知识点
『13.事件处理过程』
❖ 过程：对象x上发生某个事件y时，需要执行一段程序来响 应这个事件。
.
主页->『程序设计』知识点
『7.关系类基本运算』
❖ 关系类基本运算符： 相等：=
不相等：<> 小于：< 大于：>
小于等于：<= 大于等于：>=
.
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『8.逻辑类基本运算』
❖ 逻辑类基本运算符： 非：not 与：and 或：or
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『9.表达式』
❖ 表达式：包括算术运算、关系元算、逻辑运算以及变量和 常量。 例如：y=(x*x+1)/(abs(x)+3) a+b>c and a+c>b and b+c>a
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『10.赋值语句』
❖ 赋值语句：把等号右边的表达式的计算结果存储到等号左 边的变量中，或存放到某个对象的指定属性中。
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『4. 算法的表示』
❖ 常见算法表示方法：自然语言描述、流程图、伪 代码、程序语言等
判断题：
1.算法描述可以有多种表达方法，自然语言、流程图、伪代码、机器语
言都可以描述“玫瑰花数问题”的算法。
√( )
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『5. 算法的三种基本模式』
❖ 算法三种基本模式：顺序模式、选择模式、循环 模式
❖ ★Do语句：通过条件控制循环的计算过程 do while 条件表达式 语句块 loop
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『13.事件处理过程』
❖ 过程：对象x上发生某个事件y时，需要执行一段程序来响 应这个事件。
第一讲 算法与程序设计PPT课件
25
参考算法一：
①将3毫升的量杯装满 ②将3毫升量杯中的水注入5毫升量杯 ③将3毫升的量杯装满 ④将3毫升量杯中的水注入5毫升量杯，注满后3毫升量杯中剩余1毫升水。
返回
.
26
参考算法二：
①将5毫升的量杯装满 ②将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余2毫升水 ③将3毫升量杯倒空 ④将5毫升量杯中剩余的2毫升注入3毫升量杯 ⑤将5毫升量杯装满 ⑥将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余4毫升水 ⑦将3毫升量杯倒空 ⑧将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余1毫升水
算法与程序设计
一、算法及其描述方法
.
1
第一节 算法与程序
.
2
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3
.
4
.
5
.
6
计 硬件系统
算
机 系
软件系统
系统软件
统
应用软件
★软件的重要组成部分是：程序 想一想：什么是程序？
.
7
什么是程序
计算机的任何动作都是在执行人给它的指令。 人们针对某一需要而为计算机编制的指令序列称 为程序 。
程序指示计算机如何去解决问题或完成任务 的一组可执行的指令。
.
11
一个完整的算法有三个部分：输入、处理、输出。
.
12
算法与程序的关系是什么呢？
算法是程序的灵魂，是解决问题的步骤。程序代 码只是实现的手段。
.
13
例题：
某学校要进行学生电脑编程竞赛，竞赛将评出10名获奖 者，分为一、二、三等奖。奖项设置一等奖获得人数要 少于二等奖人数，二等奖人数要少于三等奖人数。问一 二三等奖人数各为多少？
返回
参考算法一：
①将3毫升的量杯装满 ②将3毫升量杯中的水注入5毫升量杯 ③将3毫升的量杯装满 ④将3毫升量杯中的水注入5毫升量杯，注满后3毫升量杯中剩余1毫升水。
返回
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26
参考算法二：
①将5毫升的量杯装满 ②将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余2毫升水 ③将3毫升量杯倒空 ④将5毫升量杯中剩余的2毫升注入3毫升量杯 ⑤将5毫升量杯装满 ⑥将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余4毫升水 ⑦将3毫升量杯倒空 ⑧将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余1毫升水
算法与程序设计
一、算法及其描述方法
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1
第一节 算法与程序
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4
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5
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计 硬件系统
算
机 系
软件系统
系统软件
统
应用软件
★软件的重要组成部分是：程序 想一想：什么是程序？
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7
什么是程序
计算机的任何动作都是在执行人给它的指令。 人们针对某一需要而为计算机编制的指令序列称 为程序 。
程序指示计算机如何去解决问题或完成任务 的一组可执行的指令。
.
11
一个完整的算法有三个部分：输入、处理、输出。
.
12
算法与程序的关系是什么呢？
算法是程序的灵魂，是解决问题的步骤。程序代 码只是实现的手段。
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13
例题：
某学校要进行学生电脑编程竞赛，竞赛将评出10名获奖 者，分为一、二、三等奖。奖项设置一等奖获得人数要 少于二等奖人数，二等奖人数要少于三等奖人数。问一 二三等奖人数各为多少？
返回
算法与程序设计全国获奖完美PPT课件(2024)
02
算法具有五个基本特点：输入、 输出、有穷性、确定性、可行性 。
常见算法类型介绍
01
Байду номын сангаас
02
03
04
数值算法
用于解决数学问题的算法，如 求解方程、计算数值积分等。
非数值算法
用于解决非数值计算问题的算 法，如排序、查找、图论算法
等。
优化算法
用于在给定条件下寻找最优解 的算法，如线性规划、动态规
划等。
概率算法
算法与程序设计全国获奖完 美PPT课件
目录
• 算法基础概念与分类 • 程序设计基本原则与技巧 • 经典算法解析与实现 • 程序设计竞赛策略与经验分享 • 未来发展趋势及挑战 • 总结回顾与展望
01
算法基础概念与分类
算法定义及特点
01
算法是一组有穷的规则，它们规 定了解决某一特定类型问题的一 系列运算操作。
基于概率和统计方法的算法， 如蒙特卡罗算法、遗传算法等
。
算法复杂度分析
1 2
时间复杂度
评估算法执行时间随问题规模增长的速度，常用 大O表示法。
空间复杂度
评估算法执行过程中所需内存空间随问题规模增 长的速度。
3
最好、最坏和平均情况分析
对算法在不同情况下的性能进行评估。
实际应用场景举例
排序算法
在数据库查询、数据挖 掘等领域广泛应用，如 快速排序、归并排序等
。
图论算法
在网络流、最短路径、 最小生成树等问题中应 用，如Dijkstra算法、
Prim算法等。
动态规划
在资源分配、背包问题 、最优控制等领域应用 ，如背包问题的动态规
划解法。
机器学习算法
算法具有五个基本特点：输入、 输出、有穷性、确定性、可行性 。
常见算法类型介绍
01
Байду номын сангаас
02
03
04
数值算法
用于解决数学问题的算法，如 求解方程、计算数值积分等。
非数值算法
用于解决非数值计算问题的算 法，如排序、查找、图论算法
等。
优化算法
用于在给定条件下寻找最优解 的算法，如线性规划、动态规
划等。
概率算法
算法与程序设计全国获奖完 美PPT课件
目录
• 算法基础概念与分类 • 程序设计基本原则与技巧 • 经典算法解析与实现 • 程序设计竞赛策略与经验分享 • 未来发展趋势及挑战 • 总结回顾与展望
01
算法基础概念与分类
算法定义及特点
01
算法是一组有穷的规则，它们规 定了解决某一特定类型问题的一 系列运算操作。
基于概率和统计方法的算法， 如蒙特卡罗算法、遗传算法等
。
算法复杂度分析
1 2
时间复杂度
评估算法执行时间随问题规模增长的速度，常用 大O表示法。
空间复杂度
评估算法执行过程中所需内存空间随问题规模增 长的速度。
3
最好、最坏和平均情况分析
对算法在不同情况下的性能进行评估。
实际应用场景举例
排序算法
在数据库查询、数据挖 掘等领域广泛应用，如 快速排序、归并排序等
。
图论算法
在网络流、最短路径、 最小生成树等问题中应 用，如Dijkstra算法、
Prim算法等。
动态规划
在资源分配、背包问题 、最优控制等领域应用 ，如背包问题的动态规
划解法。
机器学习算法
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３．程序代码 使用程序设计语言. 描述算法。
下一页 35
流程图中的符号的用途
图形符号
符号名称
说明
流线
起始、终止框 表示算法的开始或结束
开始框：一流出线 结束框：一流入线
输入、输出框 处理框 判断框
框中标明输入输出的内容
返回
.
27
二、算法的描述
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28
1、用自然语言描述算法
例题：鸡兔同笼问题 一个笼子里有鸡和兔，现在只知道里面一
共有a个头，b个脚，鸡和兔各有多少只？ 试设计一个求解的算法，并用自然语言描 述出来。
.
29
1、用自然语言描述算法
1）分析问题
设所求的鸡数是x，兔数是y，已知笼子里 的头数是a,脚数是b，依题意得到如下的方 程组： x+y=a
.
开始 输入R S=3.14*R*R C=2*3.14*R 输出面积S、周长C 结束
24
例6：求从键盘输入的任意半径的圆的面 积和周长
解答： ① 输入圆的半径R ② S=3.14*R*R ③ C=2*3.14*R ④ 输出面积S，周长C
说明：通过前两个例子可以知道，算法可能有1个或多
个输出。
.
返回
解答： ① 输入圆的半径R ② S=3.14*R*R ③ 输出面积S
说明：该算法中计算面积所需的初始数据半径R待 定，需要在算法执行时从键盘输入。
返回
.
23
请画出例6的流程图
例6：求从键盘输入的 任意半径的圆的面积 和周长
解答： ① 输入圆的半径R ② S=3.14*R*R ③ C=2*3.14*R ④ 输出面积S，周长C
2x+4y=b
解方程组得：x=2a-b/2
y=b/. 2-a
30
1、用自然语言描述算法
2)设计算法 ①输入a和b的值； ②求x=2a-b/2； ③求y=b/2-a； ④输出x和y的值； ⑤结束。
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31
鸡兔同笼流程图
开始
输入a,b的值 求x=2a-b/2 求y=b/2-a 输出x,y的值
结束
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32
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14
分析：1.已知竞赛将评出10名获奖者。
2.一等奖获得人数要少于二等奖人数，二等奖 人数要少于三等奖人数
设计算法：
1.X+y+z=10
X<y<z
2.10以内的整数，逐个拿来试一试。满足条件的n组数， 即结果
.
15
3.编写程序。 4.调试程序。
.
16
使用电脑解决问题的一般过程
1. 分析问题 2. 设计算法（设计出解决某一问题的有限个求解步骤 ） 3. 编写程序 4. 运行程序
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11
一个完整的算法有三个部分：输入么呢？
算法是程序的灵魂，是解决问题的步骤。程序代 码只是实现的手段。
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13
例题：
某学校要进行学生电脑编程竞赛，竞赛将评出10名获奖 者，分为一、二、三等奖。奖项设置一等奖获得人数要 少于二等奖人数，二等奖人数要少于三等奖人数。问一 二三等奖人数各为多少？
１．自然语言 （通过文字来描述解决问题的过程）
优点：容易理解。
缺点：书写烦琐，具有不确切性，容易引起歧义，造成误解；
对较复杂的问题，用自然语言难以表达准确；
计算机不能直接识别和执行。
２．流程图 （用图形符号来描述算法）
必须要有一组统一规定、含义确定的专用符号；
优点：用流程图表示算法比较直观、形象；
缺点：计算机不能识别和执行。
3、用程序代码描述算法
鸡兔同笼
①输入a和b的值； Input a,b
②求x=2a-b/2； ③求y=b/2-a；
x=2a-b/2 y=b/2-a
④输出x和y的值； print x,y
⑤结束。
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33
二、算法的描述
算法描述语言有： 1、自然语言 2、流程图 3、伪代码
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34
算法的表示方法优缺点：
算法与程序设计
一、算法及其描述方法
.
1
第一节 算法与程序
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2
.
3
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4
.
5
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6
计 硬件系统
算
机 系
软件系统
系统软件
统
应用软件
★软件的重要组成部分是：程序 想一想：什么是程序？
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7
什么是程序
计算机的任何动作都是在执行人给它的指令。 人们针对某一需要而为计算机编制的指令序列称 为程序 。
程序指示计算机如何去解决问题或完成任务 的一组可执行的指令。
解答：x是负数，没有平方根，该算法不可行，不符合 算法的可行性。
返回
.
21
例4：写出算法：计算半径为2的圆的面积
解答： ① R=2 ② S=3.14*R*R ③ 输出面积S
说明：该算法中在执行时已包含计算所需的初始数据，不必另 外提供数据，因此没有输入，即有0个输入。
返回
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22
例5：写出算法：从键盘输入圆的半径， 计算其面积
.
17
算法的特征
1.有穷性：一个算法必须保证执行有限步骤之后结束。 2.确定性：算法的每一步骤必须有确切的含义。 3.可行性：算法的每一步骤都能有效地执行，并得到确定 的结果。 4.输入：有0个或多个输入。 5.输出：有1个或多个输出，没有输出的算法毫无意义。
下一页
.
18
例1：判断下列算法是否符合算法的特征
① s=1 ② 将s的值增加1 ③ 重复步骤②
解答：该算法的步骤②将被重复执行无穷次，不符合 有穷性
返回
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19
例2：判断下列算法是否符合算法的特征
① L=10 ② 输出L/自然数
解答：自然数没有具体指明是哪个数，不符合算法的 确定性
返回
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20
例3：判断下列算法是否符合算法的特征
① x= -2 ② 计算x的平方根
25
参考算法一：
①将3毫升的量杯装满 ②将3毫升量杯中的水注入5毫升量杯 ③将3毫升的量杯装满 ④将3毫升量杯中的水注入5毫升量杯，注满后3毫升量杯中剩余1毫升水。
返回
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26
参考算法二：
①将5毫升的量杯装满 ②将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余2毫升水 ③将3毫升量杯倒空 ④将5毫升量杯中剩余的2毫升注入3毫升量杯 ⑤将5毫升量杯装满 ⑥将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余4毫升水 ⑦将3毫升量杯倒空 ⑧将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余1毫升水
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8
那么，什么是算法呢？
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9
讨论：
用没有刻度的3毫升量杯和5毫升量杯如 何量出1毫升的水？请写出自己的解决步 骤。
参考算法一 参考算法二
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10
算法是在有限步骤内求解某一问题所使 用的具有精确定义的一系列操作规则。 简而言之，算法是指解决问题的具体方 法和步骤。
说明：算法不是唯一的，针对同一问题的算 法可以有多种。