C++教程第4讲 算法及其描述-1(2)

2011-2-21
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知识回顾
程序设计的基本流程
分析需求 设计算法 编写程序 输入与编辑程序 编译 链接 运行 在集成开发环境 （IDE）中进行 ）
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知识回顾
创建和运行一个C++程序的操作步骤 程序的操作步骤 创建和运行一个
编辑 程序 编译 程序 链接 程序 C++ 库函数
一个良好的算法应该有适当的输入，以使算法灵活。 一个良好的算法应该有适当的输入，以使算法灵活。
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4、算法的特征 、
4）有一个或多个输出 ） 算法的目的是为了求解， 算法的目的是为了求解，“解”就是输出。没 就是输出。 有输出的算法是没有意义的。 有输出的算法是没有意义的。
C+ + 程序设计基础
The Base of C++ Programming
长春工程学院 软件学院
提问
1. 2. 3. 4. 5. 6.
什么是程序？ 什么是程序？ 什么是程序设计？ 什么是程序设计？ 程序设计的基本流程 创建和运行一个C++程序的操作步骤 程序的操作步骤 创建和运行一个 C++程序的入口是什么？ 程序的入口是什么？ 程序的入口是什么 结构化程序的基本构成单元是什么？ 结构化程序的基本构成单元是什么？
Y
1→p 2→i p * i→p i +1→i i ≤ 5? N 输出 p 结束
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2.2 常用的算法描述方法
三、程序来自百度文库三种基本控制结构
（1）顺序结构 ） （2）选择结构（分支结构） ）选择结构（分支结构） （3）循环结构 ）
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三、程序的三种基本控制结构
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4、算法的特征 、
2）确定性 ） 算法中的每一个步骤都应当是确定的， 算法中的每一个步骤都应当是确定的，不应产 生歧义。 生歧义。
确定性与一个问题有多种算法是不同的。 确定性与一个问题有多种算法是不同的。
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4、算法的特征 、
3）有零个或多个输入。 ）有零个或多个输入。 输入： 执行算法时需要从外界取得必要的信息。 输入：在执行算法时需要从外界取得必要的信息。 需要从外界取得必要的信息
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2.1 算法的基本概念及特征
4、算法的特征 、
1）有穷性 ） 2）确定性 ） 3）有零个或多个输入 ） 4）有一个或多个输出 ） 5）有效性 ）
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4、算法的特征 、
1）有穷性 ） 一个算法应包含有限的操作步骤， 一个算法应包含有限的操作步骤，而不能是无 限的。 限的。 “有穷性”往往指“在合理的范围之内”。 有穷性”往往指“在合理的范围之内”
知识回顾
C++程序的基本结构 程序的基本结构
编译预处理命令 main函数 函数 C++程序 程序 函数1 函数 …… 函数n 函数 函数说明部分 函数体 变量定义 执行语句
【注意】 注意】 1）至少要有一个main函数 ）至少要有一个 函数 2）严格区分大小写 ） 3）语句以分号结尾 ） 4）分层缩进的书写格式 ） 5）两种注释 ）
（1）顺序结构 ）
a A B b
出口 入口
A B
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三、程序的三种基本控制结构
（2）选择结构（分支结构） ）选择结构（分支结构）
a
T 入口 F T F
P
P
A
B
A
B
b
出口
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的绝对值。 【例2_2_3】 求 x 的绝对值。 】 开始 输入x 输入 T 输出x 输出 x≥0? F 输出-x 输出
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第 2 章 算法及其描述
2.1 算法的基本概念及特征 2.2 常用的算法描述方法 2.3 结构化程序设计的基本概念
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2.2 常用的算法描述方法
通常有五种描述算法的方法： 通常有五种描述算法的方法：
用自然语言表示算法 用传统流程图表示算法 用N－S流程图表示算法 － 流程图表示算法 用伪代码表示算法 用计算机语言表示算法
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2.1 算法的基本概念及特征
【例2_1_1】求1＊2＊3＊4＊5 】 ＊ ＊ ＊ ＊ 方法二： 方法二： S1：使 p＝1 ： ＝ S2：使 i＝2 ： ＝ P 用来存放当前计算的结果 i 用来存放下一个要计算的乘数
S3：使p* i，乘积仍放在变量 p 中，可表示为 * i → p ： 可表示为p ， S4：使 i 的值加 1，即 i ＋1 → i ： ， S5：如果 i 不大于 ，返回重新执行步骤 、S4、S5； ： 不大于5，返回重新执行步骤S3、 、 ； 否则，算法结束。 否则，算法结束。
加起来 ，除以2 除以 你让计算 机算去！ 机算去！
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被提问的小学生虽然没能立即算出结果， 被提问的小学生虽然没能立即算出结果， 但他知道两件事。 但他知道两件事。
第一，他知道正确的方法和步骤，那就是： 第一，他知道正确的方法和步骤，那就是： （1）获得要计算的数； ）获得要计算的数； （2）求出两个数之和； ）求出两个数之和； （3）再除以 ； ）再除以2； （4）报告计算结果。 ）报告计算结果。 第二，他知道，复杂的计算可以借助计算机完成。 第二，他知道，复杂的计算可以借助计算机完成。
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C ++ 程序设计基础
第 1 章 程序设计概述 第 2 章 算法及其描述 第 3 章 基本数据类型与表达式 第 4 章 程序结构与流程控制语句 第 5 章 数组 第 6 章 函数
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第 2 章 算法及其描述
2.1 算法的基本概念及特征 2.2 常用的算法描述方法 2.3 结构化程序设计的基本概念
C++编译系统 编译系统
用 户 编辑 (.cpp文件 编译 (.obj文件 链接 文件) 文件) 文件 文件
Compile (Ctrl + F7)
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C++源 源 程序
目标 程序
结 执行 果 (.exe文件 文件) 文件 其他目 标文件
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可执行 程序
Build (F7)
Execute (Ctrl + F5)
开始 / 结束框 执行框 判断框
流程线
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联系框
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二、用传统流程图表示算法
【例2_2_2】有两个瓶子 和B，分别盛放醋和酱油，要求 】有两个瓶子A和 ，分别盛放醋和酱油， 将它们互换(即 瓶原来盛醋 现改盛酱油， 瓶则相反 瓶原来盛醋， 瓶则相反) 将它们互换 即A瓶原来盛醋，现改盛酱油，B瓶则相反 方法一： 方法一：用自然语言描述 方法二： 方法二：用传统流程图表示
算法的输出不一定就是计算机的打印输 一个算法得到的结果就是算法的输出。 出，一个算法得到的结果就是算法的输出。
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4、算法的特征 、
5）有效性 ） 算法中的每一个步骤都应当能有效地执行， 算法中的每一个步骤都应当能有效地执行，并 有确定的结果。 有确定的结果。 是不能有效执行的。 例：若 b=0 ，则执行 a / b 是不能有效执行的。
结束
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三、程序的三种基本控制结构
（3）循环结构 ）
1）前测试型循环 ）
a
入口
A
A
P
F
T F 出口
P
T
b
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三、程序的三种基本控制结构
（3）循环结构 ）
2）后测试型循环 ）
a
A 入口
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【例2_2_1 】求1＊2＊3＊4＊5 ＊ ＊ ＊ ＊ 方法二： 方法二： S1：使 p＝1 ： ＝ S2：使 i＝2 ： ＝ P 用来存放当前计算的结果 i 用来存放下一个要计算的乘数
S3：使p* i，乘积仍放在变量 p 中，可表示为 * i → p ： 可表示为p ， S4：使 i 的值加 1，即 i ＋1 → i ： ， S5：如果 i 不大于 ，返回重新执行步骤 、S4、S5； ： 不大于5，返回重新执行步骤S3、 、 ； 否则，算法结束。 否则，算法结束。
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2.2 常用的算法描述方法
一、用自然语言表示算法
优点： 优点：通俗易懂 缺点：文字冗长、容易出现“歧义性” 缺点：文字冗长、容易出现“歧义性”； 描述包含分支和循环的复杂算法不方便。 描述包含分支和循环的复杂算法不方便。
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2.2 常用的算法描述方法
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2.1 算法的基本概念及特征
3、简单算法举例 、
【例2_1_1 】求1＊2＊3＊4＊5 ＊ ＊ ＊ ＊ 方法一： 方法一： 步骤1：先求1＊2，得到结果 。 步骤 ：先求 ＊ ，得到结果2。 步骤2：将步骤 再乘以3，得到结果6。 步骤 ：将步骤1 得到的乘积 2 再乘以 ，得到结果 。 步骤3： 再乘以 再乘以4， 步骤 ：将6再乘以 ，得24。 。 步骤4： 再乘以5， 步骤 ：将24再乘以 ，得120。这就是最后的结果。 再乘以 。这就是最后的结果。
二、用传统流程图表示算法
1、流程图：利用几何图形框及文字说明代表各种不 、流程图：利用几何图形框及文字说明代表各种不 几何图形框 同性质的操作， 流程线来指示算法的执行方向 同性质的操作，用流程线来指示算法的执行方向 来描述操作过程。 来描述操作过程。 2、流程图构成常用符号： 、流程图构成常用符号：
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2.1 算法的基本概念及特征
1、计算机程序的构成 、
对数据的描述 程序 对操作的描述 ：数据结构 ：算法
程序的灵魂 ——
算法
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2.1 算法的基本概念及特征
2、算法的概念 、
广义：为解决一个问题而采取的方法和步骤。 广义：为解决一个问题而采取的方法和步骤。 方法和步骤 狭义：计算机解决问题而采取的方法和步骤。 狭义：计算机解决问题而采取的方法和步骤。 方法和步骤 计算机执行的操作 计算机执行的操作 算法 这些操作的顺序 这些操作的顺序
开始 醋→A ,酱油 酱油→B 酱油 定义变量T 定义变量 A→ T B→A T→B 结束
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S1：将醋倒入A瓶，酱油倒入 瓶; ：将醋倒入 瓶 酱油倒入B瓶 S2：找来一个空瓶T； ：找来一个空瓶 ； S3：将A瓶中的醋倒入空瓶 中； ： 瓶中的醋倒入空瓶T中 瓶中的醋倒入空瓶 S4：将B瓶中的酱油倒入 瓶中； ： 瓶中的酱油倒入A瓶中 瓶中的酱油倒入 瓶中； S5：将T瓶中的醋倒入 瓶中 完成。 ： 瓶中的醋倒入B瓶中 瓶中的醋倒入 瓶中, 完成。
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能为我计 算两个数 的平均值 吗？ 3和5 和 结果是 多少？ 多少？ 要计算的 是哪两个 数？
加起来 ，除以2 除以 4
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请再算 两个数 2378563214.58952142 和 845125693.452586741 结果是 多少？ 多少？ 哪两 个数 ？
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2.2 常用的算法描述方法
一、用自然语言表示算法
【例2_2_1】求1＊2＊3＊4＊5 】 ＊ ＊ ＊ ＊ 方法一 步骤1：先求1＊2，得到结果 。 步骤 ：先求 ＊ ，得到结果2。 步骤2：将步骤 得到的乘积 再乘以3，得到结果6。 得到的乘积2再乘以 步骤 ：将步骤1得到的乘积 再乘以 ，得到结果 。 步骤3： 再乘以 再乘以4， 步骤 ：将6再乘以 ，得24。 。 步骤4： 再乘以5， 步骤 ：将24再乘以 ，得120。这就是最后的结果。 再乘以 。这就是最后的结果。
二、用传统流程图表示算法
的绝对值。 【例2_2_3】 求 x 的绝对值。 】 开始 输入x 输入 T 输出x 输出 x≥0? F 输出-x 输出
结束
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二、用传统流程图表示算法
开始
【例2_2_4】 求1＊2＊3＊4＊5 】 ＊ ＊ ＊ ＊ S1：使 p＝1 ； ： ＝ S2：使 i＝2 ； ： ＝ S3：使 p * i，乘积仍放在变量 ： ， p 中，可表示为 i →p ; 可表示为p* S4：使 i 的值加 ，即 i ＋1→ i ; ： 的值加1， S5：如果 i 不大于 ，返回重新 ： 不大于5， 执行步骤S3、 、 ； 执行步骤 、S4、S5；否 算法结束。 则，算法结束。