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C程序設(shè)計(jì)陜西師范大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院魯來(lái)鳳1C程序設(shè)計(jì)陜西師范大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院1第二章程序的靈魂—算法一個(gè)程序應(yīng)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:對(duì)數(shù)據(jù)的描述:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(datastructure)對(duì)操作的描述:算法(algorithm)著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家沃思提出一個(gè)公式:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法=程序2第二章程序的靈魂—算法一個(gè)程序應(yīng)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容算法的概念算法的表示結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法+程序設(shè)計(jì)方法+語(yǔ)言工具完整的程序設(shè)計(jì)應(yīng)該是:3算法的概念數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法+程序設(shè)計(jì)方法+語(yǔ)言工具完整的程序一、算法的概念二、簡(jiǎn)單算法舉例三、算法的特性四、算法的表示五、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法第二章程序的靈魂—算法4一、算法的概念第二章程序的靈魂—算法4一、算法的概念廣義地說(shuō),為解決一個(gè)問(wèn)題而采取的方法和步驟,就稱(chēng)為“算法”。方法1:1+2,+3,+4,一直加到100加99次方法2:100+(1+99)+(2+98)+…+(49+51)+50=100+49×100+50加51次對(duì)同一個(gè)問(wèn)題,可有不同的解題方法和步驟例:求5一、算法的概念廣義地說(shuō),為解決一個(gè)問(wèn)題而采取的方法為了有效地進(jìn)行解題,不僅需要保證算法正確,還要考慮算法的質(zhì)量,選擇合適的算法。希望方法簡(jiǎn)單,運(yùn)算步驟少。計(jì)算機(jī)算法可分為兩大類(lèi)別:數(shù)值運(yùn)算算法:求數(shù)值解,例如求方程的根、求函數(shù)的定積分等。非數(shù)值運(yùn)算:包括的面十分廣泛,最常見(jiàn)的是用于事務(wù)管理領(lǐng)域,例如圖書(shū)檢索、人事管理、行車(chē)調(diào)度管理等。6為了有效地進(jìn)行解題,不僅需要保證算法正確,還要考慮二、簡(jiǎn)單算法舉例例2.1:求1×2×3×4×5

步驟1:先求1×2,得到結(jié)果2步驟2:將步驟1得到的乘積2再乘以3,得到結(jié)果6步驟3:將6再乘以4,得24步驟4:將24再乘以5,得120如果要求1×2×…×1000,則要寫(xiě)999個(gè)步驟7二、簡(jiǎn)單算法舉例例2.1:求1×2×3×4×5步驟

S1:使p=1。S2:使i=2。S3:使p×i,乘積仍放在變量p中,可表示為:p×ipS4:使i的值加1,即i+1i。S5:如果i不大于5,返回重新執(zhí)行步驟S3以及其后的步驟S4和S5;否則,算法結(jié)束。最后得到p的值就是5!的值。可以設(shè)兩個(gè)變量:一個(gè)變量代表被乘數(shù),一個(gè)變量代表乘數(shù)。不另設(shè)變量存放乘積結(jié)果,而直接將每一步驟的乘積放在被乘數(shù)變量中。設(shè)p為被乘數(shù),i為乘數(shù)。用循環(huán)算法來(lái)求結(jié)果,算法可改寫(xiě):8S1:使p=1??梢栽O(shè)兩個(gè)變量:一個(gè)變量代表被乘數(shù),一個(gè)變S1:1→pS2:3→iS3:p×i→pS4:i+2→iS5:若i≤11,返回S3。否則,結(jié)束。

如果題目改為:求1×3×5×……×1000算法只需作很少的改動(dòng):9S1:1→p如果題目改為:求1×3×5×……×1000算用這種方法表示的算法具有通用性、靈活性。S3到S5組成一個(gè)循環(huán),在實(shí)現(xiàn)算法時(shí)要反復(fù)多次執(zhí)行S3,S4,S5等步驟,直到某一時(shí)刻,執(zhí)行S5步驟時(shí)經(jīng)過(guò)判斷,乘數(shù)i已超過(guò)規(guī)定的數(shù)值而不返回S3步驟為止。此時(shí)算法結(jié)束,變量p的值就是所求結(jié)果。10用這種方法表示的算法具有通用性、靈活性。S3到S5例2.2有50個(gè)學(xué)生,要求將他們之中成績(jī)?cè)?0分以上者打印出來(lái)。設(shè)n表示學(xué)號(hào),n1代表第一個(gè)學(xué)生學(xué)號(hào),代表第i個(gè)學(xué)生學(xué)號(hào)。用G代表學(xué)生成績(jī),gi代表第i個(gè)學(xué)生成績(jī),算法表示如下:

S1:1→iS2:如果≥80,則打印和,否則不打印。S3:i+1→iS4:如果i≤50,返回S2,繼續(xù)執(zhí)行。否則算法結(jié)束

變量i作為下標(biāo),用來(lái)控制序號(hào)(第幾個(gè)學(xué)生,第幾個(gè)成績(jī))。當(dāng)i超過(guò)50時(shí),表示已對(duì)50個(gè)學(xué)生的成績(jī)處理完畢,算法結(jié)束。11例2.2有50個(gè)學(xué)生,要求將他們之中成績(jī)?cè)?0分以上者打例2.3判定2000~2500年中的每一年是否閏年,將結(jié)果輸出。

變量i作為下標(biāo),用來(lái)控制序號(hào)(第幾個(gè)學(xué)生,第幾個(gè)成績(jī))。當(dāng)i超過(guò)50時(shí),表示已對(duì)50個(gè)學(xué)生的成績(jī)處理完畢,算法結(jié)束。分析:閏年的條件是:(1)能被4整除,但不能被100整除的年份都是閏年,如1996,2004年是閏年;(2)能被100整除,又能被400整除的年份是閏年。如1600,2000年是閏年。不符合這兩個(gè)條件的年份不是閏年。12例2.3判定2000~2500年中的每一年是否閏年,將結(jié)設(shè)y為被檢測(cè)的年份,算法可表示如下

:S1:2000→yS2:若y不能被4整除,則輸出y“不是閏年”。然后轉(zhuǎn)到S6。S3:若y能被4整除,不能被100整除,則輸出y“是閏年”。然后轉(zhuǎn)到S6。S4:若y能被100整除,又能被400整除,輸出y“是閏年”,否則輸出“不是閏年”。然后轉(zhuǎn)到S6。S5:輸出y“不是閏年”。S6:y+1→yS7:當(dāng)y≤2500時(shí),轉(zhuǎn)S2繼續(xù)執(zhí)行,如y>2500,算法停止。13設(shè)y為被檢測(cè)的年份,算法可表示如下:13以上算法中每做一步都分別分離出一些范圍(巳能判定為閏年或非閏年),逐步縮小范圍,直至執(zhí)行S5時(shí),只可能是非閏年。“其它”包括能被4整除,又能被100整除,而不能被400整除的那些年份(如1990)是非閏年。14以上算法中每做一步都分別分離出一些范圍(巳能判定為閏年或例2.4求算法如下

S1:sign=1S2:sum=1S3:deno=2S4:sign=(-1)×signS5:term=sign×(1/deno)S6:sum=sum+termS7:deno=deno+1S8:若deno≤100返回S4,否則算法結(jié)束。單詞作變量名,以使算法更易于理解:sum表示累加和,deno是英文分母(denominator)縮寫(xiě),sign代表數(shù)值的符號(hào),term代表某一項(xiàng)。反復(fù)執(zhí)行S4到S8步驟,直到分母大于100為止。一共執(zhí)行了99次循環(huán),向sum累加入了99個(gè)分?jǐn)?shù)。sum最后的值就是多項(xiàng)式的值。15例2.4求算法如下:S1:sign=1單詞作變量名

例2.5對(duì)一個(gè)大于或等于3的正整數(shù),判斷它是不是一個(gè)素?cái)?shù)。概念:所謂素?cái)?shù),是指除了1和該數(shù)本身之外,不能被其它任何整數(shù)整除的數(shù)。例如,13是素?cái)?shù)。因?yàn)樗荒鼙?,3,4,…,12整除。分析:判斷一個(gè)數(shù)n(n≥3)是否素?cái)?shù)的方法:將n作為被除數(shù),將2到(n-1)各個(gè)整數(shù)輪流作為除數(shù),如果都不能被整除,則n為素?cái)?shù)。16例2.5對(duì)一個(gè)大于或等于3的正整數(shù),判斷它是算法如下

:S1:輸入n的值S2:i=2(i作為除數(shù))S3:n被i除,得余數(shù)rS4:如果r=0,表示n能被i整除,則打印n“不是素?cái)?shù)”,算法結(jié)束。否則執(zhí)行S5S5:i+1→iS6:如果i≤n-1,返回S3。否則打印n“是素?cái)?shù)”。然后結(jié)束。實(shí)際上,n不必被2到(n-1)的整數(shù)除,只需被2到n/2間整數(shù)除,甚至只需被2到之間的整數(shù)除即可。17算法如下:S1:輸入n的值實(shí)際上,n不必被2到(三、算法的特性有窮性:包含有限的操作步驟。確定性:算法中的每一個(gè)步驟都應(yīng)當(dāng)是確定的。有零個(gè)或多個(gè)輸入:輸入是指在執(zhí)行算法時(shí)需要從外界取得必要的信息。有一個(gè)或多個(gè)輸出:算法的目的是為了求解,“解”就是輸出。有效性:算法中的每一個(gè)步驟都應(yīng)當(dāng)能有效地執(zhí)行,并得到確定的結(jié)果。一個(gè)算法應(yīng)該具有以下特點(diǎn):18三、算法的特性有窮性:包含有限的操作步驟。一個(gè)算法應(yīng)該具有以四、算法的表示可以用不同的方法表示算法,常用的有:自然語(yǔ)言傳統(tǒng)流程圖結(jié)構(gòu)化流程圖偽代碼PAD圖19四、算法的表示可以用不同的方法表示算法,常用的有:192.4.1用自然語(yǔ)言表示算法自然語(yǔ)言就是人們?nèi)粘J褂玫恼Z(yǔ)言,可以是漢語(yǔ)或英語(yǔ)或其它語(yǔ)言。用自然語(yǔ)言表示通俗易懂,但文字冗長(zhǎng),容易出現(xiàn)“歧義性”。自然語(yǔ)言表示的含義往往不大嚴(yán)格,要根據(jù)上下文才能判斷其正確含義,描述包含分支和循環(huán)的算法時(shí)也不很方便。因此,除了那些很簡(jiǎn)單的問(wèn)題外,一般不用自然語(yǔ)言描述算法。

202.4.1用自然語(yǔ)言表示算法自然語(yǔ)言就是人們?nèi)?.4.2用流程圖表示算法美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ANSI(AmericanNationalStandardInstitute)規(guī)定了一些常用的流程圖符號(hào):起止框判斷框處理框輸入/輸出框注釋框流向線連接點(diǎn)212.4.2用流程圖表示算法美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ANSI(例2.6將求5!的算法用流程圖表示如果需要將最后結(jié)果打印出來(lái),可在菱形框的下面加一個(gè)輸出框。

22例2.6將求5!的算法用流程圖表示如果需要將最后結(jié)果打印

例2.7將例2.2的算法用流程圖表示。打印50名學(xué)生中成績(jī)?cè)?0分以上者的學(xué)號(hào)和成績(jī)。23例2.7將例2.2的算法用流程圖表示。打印50如果如果包括這個(gè)輸入數(shù)據(jù)的部分,流程圖為24如果如果包括這個(gè)輸入數(shù)據(jù)的部分,流程圖為24

例2.8將例2.3判定閏年的算法用流程圖表示

用流程圖表示算法要比用文字描述算法邏輯清晰、易于理解。25例2.8將例2.3判定閏年的算法用流程圖表示用

例2.9將例2.4的算法用流程圖表示26例2.9將例2.4的算法用流程圖表示26

例2.10將例2.5判斷素?cái)?shù)的算法用流程圖表示27例2.10將例2.5判斷素?cái)?shù)的算法用流程圖表示小結(jié):流程圖是表示算法的較好的工具。一個(gè)流程圖包括以下幾部分:(1)表示相應(yīng)操作的框;(2)帶箭頭的流程線;(3)框內(nèi)外必要的文字說(shuō)明。28小結(jié):流程圖是表示算法的較好的工具。一個(gè)流程圖包括以下幾部分2.4.3

三種基本結(jié)構(gòu)和改進(jìn)的流程圖1.傳統(tǒng)流程圖的弊端傳統(tǒng)流程圖用流程線指出各框的執(zhí)行順序,對(duì)流程線的使用沒(méi)有嚴(yán)格限制。因此,使用者可以毫不受限制地使流程隨意地轉(zhuǎn)向,使流程圖變得毫無(wú)規(guī)律,閱讀者要花很大精力去追蹤流程,使人難以理解算法的邏輯。如圖:292.4.3三種基本結(jié)構(gòu)和改進(jìn)的流程圖1.傳統(tǒng)流程圖的弊傳統(tǒng)流程圖的流程可以是:這種如同亂麻一樣的算法稱(chēng)為BS型算法,意為一碗面條(ABowlofSpaghetti),亂無(wú)頭緒。缺點(diǎn):難以閱讀、修改,使算法的可靠性和可維護(hù)性難以保證。解決辦法:必須限制箭頭的濫用,即不允許無(wú)規(guī)律地使流程隨意轉(zhuǎn)向,只能順序地進(jìn)行下去。

30傳統(tǒng)流程圖的流程可以是:這種如同亂麻一樣的算法稱(chēng)為2.三種基本結(jié)構(gòu)Bohra和Jacopini提出了以下三種基本結(jié)構(gòu):

順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)用這三種基本結(jié)構(gòu)作為表示一個(gè)良好算法的基本單元。312.三種基本結(jié)構(gòu)31三種基本結(jié)構(gòu)的圖示:

順序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)32三種基本結(jié)構(gòu)的圖示:順序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)32循環(huán)結(jié)構(gòu)的圖示:

當(dāng)型(While型)循環(huán)結(jié)構(gòu)

直到型(Until型)循環(huán)

33循環(huán)結(jié)構(gòu)的圖示:當(dāng)型(While型)循環(huán)結(jié)構(gòu)直到型三種基本結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn):(1)只有一個(gè)入口。(2)只有一個(gè)出口。(請(qǐng)注意:一個(gè)菱形判斷框有兩個(gè)出口,而一個(gè)選擇結(jié)構(gòu)只有一個(gè)出口。不要將菱形框的出口和選擇結(jié)構(gòu)的出口混淆。)(3)結(jié)構(gòu)內(nèi)的每一部分都有機(jī)會(huì)被執(zhí)行到。(4)結(jié)構(gòu)內(nèi)不存在“死循環(huán)”(無(wú)終止的循環(huán))。34三種基本結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn):34圖中沒(méi)有一條從入口到出口的路徑通過(guò)A框不正確的流程表示:流程內(nèi)的死循環(huán)35圖中沒(méi)有一條從入口到出口的路徑通過(guò)A框不正確的流程表小結(jié):由三種基本結(jié)構(gòu)順序組成的算法結(jié)構(gòu),可以解決任何復(fù)雜的問(wèn)題。由基本結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的算法屬于“結(jié)構(gòu)化”的算法,它不存在無(wú)規(guī)律的轉(zhuǎn)向,只在本基本結(jié)構(gòu)內(nèi)才允許存在分支和向前或向后的跳轉(zhuǎn)。36小結(jié):由三種基本結(jié)構(gòu)順序組成的算法結(jié)構(gòu),可以解決任何復(fù)雜的問(wèn)擴(kuò)展:只要具有上述四個(gè)特點(diǎn)的都可以作為基本結(jié)構(gòu)??梢宰约憾x基本結(jié)構(gòu),并由這些基本結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)化程序。此圖符合基本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)37擴(kuò)展:只要具有上述四個(gè)特點(diǎn)的都可以作為基本結(jié)構(gòu)。可以自己定義這是一個(gè)多分支選擇結(jié)構(gòu),根據(jù)表達(dá)式的值決定執(zhí)行路線。虛線框內(nèi)的結(jié)構(gòu)是一個(gè)入口一個(gè)出口,并且有上述全部的四個(gè)特點(diǎn)。由此構(gòu)成的算法結(jié)構(gòu)也是結(jié)構(gòu)化的算法??梢哉J(rèn)為這是由三種基本結(jié)構(gòu)所派生出來(lái)的。38這是一個(gè)多分支選擇結(jié)構(gòu),根據(jù)表達(dá)式的值決定執(zhí)行路線2.4.4

用N-S流程圖表示算法1973年美國(guó)學(xué)者I.Nassi和B.Shneiderman提出了一種新的流程圖形式。在這種流程圖中,完全去掉了帶箭頭的流程線。全部算法寫(xiě)在一個(gè)矩形框內(nèi),在該框內(nèi)還可以包含其它的從屬于它的框,或者說(shuō),由一些基本的框組成一個(gè)大的框。這種流程圖又稱(chēng)N--S結(jié)構(gòu)化流程圖。392.4.4用N-S流程圖表示算法1973年美國(guó)學(xué)

N-S流程圖用以下的流程圖符號(hào):

(1)順序結(jié)構(gòu)(2)選擇結(jié)構(gòu)(3)循環(huán)結(jié)構(gòu)40N-S流程圖用以下的流程圖符號(hào):(1)順序結(jié)構(gòu)(2)選擇用三種N-S流程圖中的基本框,可以組成復(fù)雜的N-S流程圖。圖中的A框或B框,可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的操作,也可以是三個(gè)基本結(jié)構(gòu)之一。

A框可以是一個(gè)選擇結(jié)構(gòu)B框可以是一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)41用三種N-S流程圖中的基本框,可以組成復(fù)雜的N-S流程例2.11將例2.1的求5!算法用N-S圖表示42例2.11將例2.1的求5!算法用N-S圖表示42例2.12將例2.2的算法用N-S圖表示。(打印50名學(xué)生中成績(jī)高于80分的學(xué)號(hào)和成績(jī))沒(méi)有輸入數(shù)據(jù)43例2.12將例2.2的算法用N-S圖表示。(打印50名學(xué)例2.12將例2.2的算法用N-S圖表示。(打印50名學(xué)生中成績(jī)高于80分的學(xué)號(hào)和成績(jī))有輸入數(shù)據(jù)44例2.12將例2.2的算法用N-S圖表示。(打印50名學(xué)例2.13將例2.3判定閏年的算法用N-S圖表示45例2.1345例2.14將例2.4的算法用N-S圖表示46例2.14將例2.4的算法用N-S圖表示46例2.15將例2.5判別素?cái)?shù)的算法用N-S流程圖表示。傳統(tǒng)流程圖分析:出口1出口2此圖不符合基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)!由于不能分解為三種基本結(jié)構(gòu),就無(wú)法直接用N--S流程圖的三種基本結(jié)構(gòu)的符號(hào)來(lái)表示。因此,應(yīng)當(dāng)先作必要的變換。47例2.15將例2.5判別素?cái)?shù)的算法用N-S流程圖表示。傳統(tǒng)例2.15將例2.5判別素?cái)?shù)的算法用N-S流程圖表示。傳統(tǒng)流程圖變換為:一個(gè)出口48例2.15將例2.5判別素?cái)?shù)的算法用N-S流程圖表示。傳統(tǒng)用N-S流程圖表示:49用N-S流程圖表示:49N-S圖表示算法的優(yōu)點(diǎn)比文字描述直觀、形象、易于理解;比傳統(tǒng)流程圖緊湊易畫(huà)。尤其是它廢除了流程線,整個(gè)算法結(jié)構(gòu)是由各個(gè)基本結(jié)構(gòu)按順序組成的,N--S流程圖中的上下順序就是執(zhí)行時(shí)的順序。用N--S圖表示的算法都是結(jié)構(gòu)化的算法,因?yàn)樗豢赡艹霈F(xiàn)流程無(wú)規(guī)律的跳轉(zhuǎn),而只能自上而下地順序執(zhí)行。50N-S圖表示算法的優(yōu)點(diǎn)比文字描述直觀、形象、易于理解;比傳小結(jié):一個(gè)結(jié)構(gòu)化的算法是由一些基本結(jié)構(gòu)順序組成的。在基本結(jié)構(gòu)之間不存在向前或向后的跳轉(zhuǎn),流程的轉(zhuǎn)移只存在于一個(gè)基本結(jié)構(gòu)范圍之內(nèi)(如循環(huán)中流程的跳轉(zhuǎn));一個(gè)非結(jié)構(gòu)化的算法可以用一個(gè)等價(jià)的結(jié)構(gòu)化算法代替,其功能不變。如果一個(gè)算法不能分解為若干個(gè)基本結(jié)構(gòu),則它必然不是一個(gè)結(jié)構(gòu)化的算法。51小結(jié):一個(gè)結(jié)構(gòu)化的算法是由一些基本結(jié)構(gòu)順序組成的。在基本結(jié)構(gòu)2.4.5

用位代碼表示算法概念:偽代碼是用介于自然語(yǔ)言和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言之間的文字和符號(hào)來(lái)描述算法。特點(diǎn):它如同一篇文章一樣,自上而下地寫(xiě)下來(lái)。每一行(或幾行)表示一個(gè)基本操作。它不用圖形符號(hào),因此書(shū)寫(xiě)方便、格式緊湊,也比較好懂,也便于向計(jì)算機(jī)語(yǔ)言算法(即程序)過(guò)渡。用處:適用于設(shè)計(jì)過(guò)程中需要反復(fù)修改時(shí)的流程描述。522.4.5用位代碼表示算法概念:偽代碼是用介于自然語(yǔ)言

IFxispositiveTHENprintxELSEprint-x也可以用漢字偽代碼表示:

若x為正打印x否則打印-x也可以中英文混用,如:

IFx為正printxELSEprint-x例:“打印x的絕對(duì)值”的算法可以用偽代碼表示為:53IFxispositiveTHEN例:“打印x開(kāi)始

置t的初值為1置i的初值為2當(dāng)i<=5,執(zhí)行下面操作:使t=t×i使i=i+1{循環(huán)體到此結(jié)束}輸出t的值結(jié)束也可以寫(xiě)成以下形式:

BEGIN{算法開(kāi)始}1t2iwhilei≤5{t×iti+1i}printtEND{算法結(jié)束}例2.16求5!。用偽代碼表示算法:54開(kāi)始也可以寫(xiě)成以下形式:例2.16求5!。用偽代碼表示例2.17輸出50個(gè)學(xué)生中成績(jī)高于80分者的學(xué)號(hào)和成績(jī)。用偽代碼表示算法:BEGIN{算法開(kāi)始}1iwhilei≤50{inputniandgii+1i}1iwhilei≤50{ifgi≥80printniandgii+1i}END{算法結(jié)束}55例2.17輸出50個(gè)學(xué)生中成績(jī)高于80分者的學(xué)號(hào)和成績(jī)。2.4.6

用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言表示算法概念:用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)算法。計(jì)算機(jī)是無(wú)法識(shí)別流程圖和偽代碼的。只有用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序才能被計(jì)算機(jī)執(zhí)行。因此在用流程圖或偽代碼描述出一個(gè)算法后,還要將它轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)語(yǔ)言程序。特點(diǎn):用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言表示算法必須嚴(yán)格遵循所用的語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則,這是和偽代碼不同的。用處:要完成一件工作,包括設(shè)計(jì)算法和實(shí)現(xiàn)算法兩個(gè)部分。設(shè)計(jì)算法的目的是為了實(shí)現(xiàn)算法。562.4.6用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言表示算法概念:用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)算法。#include<stdio.h>voidmain(){inti,t;t=1;i=2;while(i<=5){t=t*i;i=i+1;}printf(″%d\n″,t);}例2.20將例2.16表示的算法(求5!)用C語(yǔ)言表示。57#include<stdio.h>例2.20將例2.應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)說(shuō)明:寫(xiě)出了C程序,仍然只是描述了算法,并未實(shí)現(xiàn)算法。只有運(yùn)行程序才是實(shí)現(xiàn)算法。應(yīng)該說(shuō),用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言表示的算法是計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的算法。58應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)說(shuō)明:寫(xiě)出了C程序,仍然只是描述了算法,并未實(shí)現(xiàn)算法五、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法一個(gè)結(jié)構(gòu)化程序就是用高級(jí)語(yǔ)言表示的結(jié)構(gòu)化算法。用三種基本結(jié)構(gòu)組成的程序必然是結(jié)構(gòu)化的程序,這種程序便于編寫(xiě)、便于閱讀、便于修改和維護(hù)。

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計(jì)風(fēng)格和程序結(jié)構(gòu)的規(guī)范化,提倡清晰的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的基本思路是:把一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題的求解過(guò)程分階段進(jìn)行,每個(gè)階段處理的問(wèn)題都控制在人們?nèi)菀桌斫夂吞幚淼姆秶鷥?nèi)。59五、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法一個(gè)結(jié)構(gòu)化程序就是用高級(jí)語(yǔ)言表示結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法:自頂向下;逐步細(xì)化;模塊化設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)化編碼。處理問(wèn)題兩種不同的方法:自頂向下,逐步細(xì)化;自下而上,逐步積累。60結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法:處理問(wèn)題兩種不同的方法:60

用這種方法逐步分解,直到作者認(rèn)為可以直接將各小段表達(dá)為文字語(yǔ)句為止。這種方法就叫做“自頂向下,逐步細(xì)化”。61用這種方法逐步分解,直到作者認(rèn)為可以直接將各小段表達(dá)自頂向下,逐步細(xì)化方法的優(yōu)點(diǎn):考慮周全,結(jié)構(gòu)清晰,層次分明,作者容易寫(xiě),讀者容易看。如果發(fā)現(xiàn)某一部分中有一段內(nèi)容不妥,需要修改,只需找出該部分修改有關(guān)段落即可,與其它部分無(wú)關(guān)。我們提倡用這種方法設(shè)計(jì)程序。這就是用工程的方法設(shè)計(jì)程序。62自頂向下,逐步細(xì)化方法的優(yōu)點(diǎn):62模塊設(shè)計(jì)的方法:模塊化設(shè)計(jì)的思想實(shí)際上是一種“分而治之”的思想,把一個(gè)大任務(wù)分為若干個(gè)子任務(wù),每一個(gè)子任務(wù)就相對(duì)簡(jiǎn)單了。在拿到一個(gè)程序模塊以后,根據(jù)程序模塊的功能將它劃分為若干個(gè)子模塊,如果這些子模塊的規(guī)模還嫌大,還再可以劃分為更小的模塊。這個(gè)過(guò)程采用自頂向下方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。子模塊一般不超過(guò)50行。劃分子模塊時(shí)應(yīng)注意模塊的獨(dú)立性,即:使一個(gè)模塊完成一項(xiàng)功能,耦合性愈少愈好。63模塊設(shè)計(jì)的方法:63演講完畢,謝謝觀看!演講完畢,謝謝觀看!C程序設(shè)計(jì)陜西師范大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院魯來(lái)鳳65C程序設(shè)計(jì)陜西師范大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院1第二章程序的靈魂—算法一個(gè)程序應(yīng)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:對(duì)數(shù)據(jù)的描述:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(datastructure)對(duì)操作的描述:算法(algorithm)著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家沃思提出一個(gè)公式:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法=程序66第二章程序的靈魂—算法一個(gè)程序應(yīng)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容算法的概念算法的表示結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法+程序設(shè)計(jì)方法+語(yǔ)言工具完整的程序設(shè)計(jì)應(yīng)該是:67算法的概念數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法+程序設(shè)計(jì)方法+語(yǔ)言工具完整的程序一、算法的概念二、簡(jiǎn)單算法舉例三、算法的特性四、算法的表示五、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法第二章程序的靈魂—算法68一、算法的概念第二章程序的靈魂—算法4一、算法的概念廣義地說(shuō),為解決一個(gè)問(wèn)題而采取的方法和步驟,就稱(chēng)為“算法”。方法1:1+2,+3,+4,一直加到100加99次方法2:100+(1+99)+(2+98)+…+(49+51)+50=100+49×100+50加51次對(duì)同一個(gè)問(wèn)題,可有不同的解題方法和步驟例:求69一、算法的概念廣義地說(shuō),為解決一個(gè)問(wèn)題而采取的方法為了有效地進(jìn)行解題,不僅需要保證算法正確,還要考慮算法的質(zhì)量,選擇合適的算法。希望方法簡(jiǎn)單,運(yùn)算步驟少。計(jì)算機(jī)算法可分為兩大類(lèi)別:數(shù)值運(yùn)算算法:求數(shù)值解,例如求方程的根、求函數(shù)的定積分等。非數(shù)值運(yùn)算:包括的面十分廣泛,最常見(jiàn)的是用于事務(wù)管理領(lǐng)域,例如圖書(shū)檢索、人事管理、行車(chē)調(diào)度管理等。70為了有效地進(jìn)行解題,不僅需要保證算法正確,還要考慮二、簡(jiǎn)單算法舉例例2.1:求1×2×3×4×5

步驟1:先求1×2,得到結(jié)果2步驟2:將步驟1得到的乘積2再乘以3,得到結(jié)果6步驟3:將6再乘以4,得24步驟4:將24再乘以5,得120如果要求1×2×…×1000,則要寫(xiě)999個(gè)步驟71二、簡(jiǎn)單算法舉例例2.1:求1×2×3×4×5步驟

S1:使p=1。S2:使i=2。S3:使p×i,乘積仍放在變量p中,可表示為:p×ipS4:使i的值加1,即i+1i。S5:如果i不大于5,返回重新執(zhí)行步驟S3以及其后的步驟S4和S5;否則,算法結(jié)束。最后得到p的值就是5!的值??梢栽O(shè)兩個(gè)變量:一個(gè)變量代表被乘數(shù),一個(gè)變量代表乘數(shù)。不另設(shè)變量存放乘積結(jié)果,而直接將每一步驟的乘積放在被乘數(shù)變量中。設(shè)p為被乘數(shù),i為乘數(shù)。用循環(huán)算法來(lái)求結(jié)果,算法可改寫(xiě):72S1:使p=1??梢栽O(shè)兩個(gè)變量:一個(gè)變量代表被乘數(shù),一個(gè)變S1:1→pS2:3→iS3:p×i→pS4:i+2→iS5:若i≤11,返回S3。否則,結(jié)束。

如果題目改為:求1×3×5×……×1000算法只需作很少的改動(dòng):73S1:1→p如果題目改為:求1×3×5×……×1000算用這種方法表示的算法具有通用性、靈活性。S3到S5組成一個(gè)循環(huán),在實(shí)現(xiàn)算法時(shí)要反復(fù)多次執(zhí)行S3,S4,S5等步驟,直到某一時(shí)刻,執(zhí)行S5步驟時(shí)經(jīng)過(guò)判斷,乘數(shù)i已超過(guò)規(guī)定的數(shù)值而不返回S3步驟為止。此時(shí)算法結(jié)束,變量p的值就是所求結(jié)果。74用這種方法表示的算法具有通用性、靈活性。S3到S5例2.2有50個(gè)學(xué)生,要求將他們之中成績(jī)?cè)?0分以上者打印出來(lái)。設(shè)n表示學(xué)號(hào),n1代表第一個(gè)學(xué)生學(xué)號(hào),代表第i個(gè)學(xué)生學(xué)號(hào)。用G代表學(xué)生成績(jī),gi代表第i個(gè)學(xué)生成績(jī),算法表示如下:

S1:1→iS2:如果≥80,則打印和,否則不打印。S3:i+1→iS4:如果i≤50,返回S2,繼續(xù)執(zhí)行。否則算法結(jié)束

變量i作為下標(biāo),用來(lái)控制序號(hào)(第幾個(gè)學(xué)生,第幾個(gè)成績(jī))。當(dāng)i超過(guò)50時(shí),表示已對(duì)50個(gè)學(xué)生的成績(jī)處理完畢,算法結(jié)束。75例2.2有50個(gè)學(xué)生,要求將他們之中成績(jī)?cè)?0分以上者打例2.3判定2000~2500年中的每一年是否閏年,將結(jié)果輸出。

變量i作為下標(biāo),用來(lái)控制序號(hào)(第幾個(gè)學(xué)生,第幾個(gè)成績(jī))。當(dāng)i超過(guò)50時(shí),表示已對(duì)50個(gè)學(xué)生的成績(jī)處理完畢,算法結(jié)束。分析:閏年的條件是:(1)能被4整除,但不能被100整除的年份都是閏年,如1996,2004年是閏年;(2)能被100整除,又能被400整除的年份是閏年。如1600,2000年是閏年。不符合這兩個(gè)條件的年份不是閏年。76例2.3判定2000~2500年中的每一年是否閏年,將結(jié)設(shè)y為被檢測(cè)的年份,算法可表示如下

:S1:2000→yS2:若y不能被4整除,則輸出y“不是閏年”。然后轉(zhuǎn)到S6。S3:若y能被4整除,不能被100整除,則輸出y“是閏年”。然后轉(zhuǎn)到S6。S4:若y能被100整除,又能被400整除,輸出y“是閏年”,否則輸出“不是閏年”。然后轉(zhuǎn)到S6。S5:輸出y“不是閏年”。S6:y+1→yS7:當(dāng)y≤2500時(shí),轉(zhuǎn)S2繼續(xù)執(zhí)行,如y>2500,算法停止。77設(shè)y為被檢測(cè)的年份,算法可表示如下:13以上算法中每做一步都分別分離出一些范圍(巳能判定為閏年或非閏年),逐步縮小范圍,直至執(zhí)行S5時(shí),只可能是非閏年?!捌渌卑鼙?整除,又能被100整除,而不能被400整除的那些年份(如1990)是非閏年。78以上算法中每做一步都分別分離出一些范圍(巳能判定為閏年或例2.4求算法如下

S1:sign=1S2:sum=1S3:deno=2S4:sign=(-1)×signS5:term=sign×(1/deno)S6:sum=sum+termS7:deno=deno+1S8:若deno≤100返回S4,否則算法結(jié)束。單詞作變量名,以使算法更易于理解:sum表示累加和,deno是英文分母(denominator)縮寫(xiě),sign代表數(shù)值的符號(hào),term代表某一項(xiàng)。反復(fù)執(zhí)行S4到S8步驟,直到分母大于100為止。一共執(zhí)行了99次循環(huán),向sum累加入了99個(gè)分?jǐn)?shù)。sum最后的值就是多項(xiàng)式的值。79例2.4求算法如下:S1:sign=1單詞作變量名

例2.5對(duì)一個(gè)大于或等于3的正整數(shù),判斷它是不是一個(gè)素?cái)?shù)。概念:所謂素?cái)?shù),是指除了1和該數(shù)本身之外,不能被其它任何整數(shù)整除的數(shù)。例如,13是素?cái)?shù)。因?yàn)樗荒鼙?,3,4,…,12整除。分析:判斷一個(gè)數(shù)n(n≥3)是否素?cái)?shù)的方法:將n作為被除數(shù),將2到(n-1)各個(gè)整數(shù)輪流作為除數(shù),如果都不能被整除,則n為素?cái)?shù)。80例2.5對(duì)一個(gè)大于或等于3的正整數(shù),判斷它是算法如下

:S1:輸入n的值S2:i=2(i作為除數(shù))S3:n被i除,得余數(shù)rS4:如果r=0,表示n能被i整除,則打印n“不是素?cái)?shù)”,算法結(jié)束。否則執(zhí)行S5S5:i+1→iS6:如果i≤n-1,返回S3。否則打印n“是素?cái)?shù)”。然后結(jié)束。實(shí)際上,n不必被2到(n-1)的整數(shù)除,只需被2到n/2間整數(shù)除,甚至只需被2到之間的整數(shù)除即可。81算法如下:S1:輸入n的值實(shí)際上,n不必被2到(三、算法的特性有窮性:包含有限的操作步驟。確定性:算法中的每一個(gè)步驟都應(yīng)當(dāng)是確定的。有零個(gè)或多個(gè)輸入:輸入是指在執(zhí)行算法時(shí)需要從外界取得必要的信息。有一個(gè)或多個(gè)輸出:算法的目的是為了求解,“解”就是輸出。有效性:算法中的每一個(gè)步驟都應(yīng)當(dāng)能有效地執(zhí)行,并得到確定的結(jié)果。一個(gè)算法應(yīng)該具有以下特點(diǎn):82三、算法的特性有窮性:包含有限的操作步驟。一個(gè)算法應(yīng)該具有以四、算法的表示可以用不同的方法表示算法,常用的有:自然語(yǔ)言傳統(tǒng)流程圖結(jié)構(gòu)化流程圖偽代碼PAD圖83四、算法的表示可以用不同的方法表示算法,常用的有:192.4.1用自然語(yǔ)言表示算法自然語(yǔ)言就是人們?nèi)粘J褂玫恼Z(yǔ)言,可以是漢語(yǔ)或英語(yǔ)或其它語(yǔ)言。用自然語(yǔ)言表示通俗易懂,但文字冗長(zhǎng),容易出現(xiàn)“歧義性”。自然語(yǔ)言表示的含義往往不大嚴(yán)格,要根據(jù)上下文才能判斷其正確含義,描述包含分支和循環(huán)的算法時(shí)也不很方便。因此,除了那些很簡(jiǎn)單的問(wèn)題外,一般不用自然語(yǔ)言描述算法。

842.4.1用自然語(yǔ)言表示算法自然語(yǔ)言就是人們?nèi)?.4.2用流程圖表示算法美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ANSI(AmericanNationalStandardInstitute)規(guī)定了一些常用的流程圖符號(hào):起止框判斷框處理框輸入/輸出框注釋框流向線連接點(diǎn)852.4.2用流程圖表示算法美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)ANSI(例2.6將求5!的算法用流程圖表示如果需要將最后結(jié)果打印出來(lái),可在菱形框的下面加一個(gè)輸出框。

86例2.6將求5!的算法用流程圖表示如果需要將最后結(jié)果打印

例2.7將例2.2的算法用流程圖表示。打印50名學(xué)生中成績(jī)?cè)?0分以上者的學(xué)號(hào)和成績(jī)。87例2.7將例2.2的算法用流程圖表示。打印50如果如果包括這個(gè)輸入數(shù)據(jù)的部分,流程圖為88如果如果包括這個(gè)輸入數(shù)據(jù)的部分,流程圖為24

例2.8將例2.3判定閏年的算法用流程圖表示

用流程圖表示算法要比用文字描述算法邏輯清晰、易于理解。89例2.8將例2.3判定閏年的算法用流程圖表示用

例2.9將例2.4的算法用流程圖表示90例2.9將例2.4的算法用流程圖表示26

例2.10將例2.5判斷素?cái)?shù)的算法用流程圖表示91例2.10將例2.5判斷素?cái)?shù)的算法用流程圖表示小結(jié):流程圖是表示算法的較好的工具。一個(gè)流程圖包括以下幾部分:(1)表示相應(yīng)操作的框;(2)帶箭頭的流程線;(3)框內(nèi)外必要的文字說(shuō)明。92小結(jié):流程圖是表示算法的較好的工具。一個(gè)流程圖包括以下幾部分2.4.3

三種基本結(jié)構(gòu)和改進(jìn)的流程圖1.傳統(tǒng)流程圖的弊端傳統(tǒng)流程圖用流程線指出各框的執(zhí)行順序,對(duì)流程線的使用沒(méi)有嚴(yán)格限制。因此,使用者可以毫不受限制地使流程隨意地轉(zhuǎn)向,使流程圖變得毫無(wú)規(guī)律,閱讀者要花很大精力去追蹤流程,使人難以理解算法的邏輯。如圖:932.4.3三種基本結(jié)構(gòu)和改進(jìn)的流程圖1.傳統(tǒng)流程圖的弊傳統(tǒng)流程圖的流程可以是:這種如同亂麻一樣的算法稱(chēng)為BS型算法,意為一碗面條(ABowlofSpaghetti),亂無(wú)頭緒。缺點(diǎn):難以閱讀、修改,使算法的可靠性和可維護(hù)性難以保證。解決辦法:必須限制箭頭的濫用,即不允許無(wú)規(guī)律地使流程隨意轉(zhuǎn)向,只能順序地進(jìn)行下去。

94傳統(tǒng)流程圖的流程可以是:這種如同亂麻一樣的算法稱(chēng)為2.三種基本結(jié)構(gòu)Bohra和Jacopini提出了以下三種基本結(jié)構(gòu):

順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)用這三種基本結(jié)構(gòu)作為表示一個(gè)良好算法的基本單元。952.三種基本結(jié)構(gòu)31三種基本結(jié)構(gòu)的圖示:

順序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)96三種基本結(jié)構(gòu)的圖示:順序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)32循環(huán)結(jié)構(gòu)的圖示:

當(dāng)型(While型)循環(huán)結(jié)構(gòu)

直到型(Until型)循環(huán)

97循環(huán)結(jié)構(gòu)的圖示:當(dāng)型(While型)循環(huán)結(jié)構(gòu)直到型三種基本結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn):(1)只有一個(gè)入口。(2)只有一個(gè)出口。(請(qǐng)注意:一個(gè)菱形判斷框有兩個(gè)出口,而一個(gè)選擇結(jié)構(gòu)只有一個(gè)出口。不要將菱形框的出口和選擇結(jié)構(gòu)的出口混淆。)(3)結(jié)構(gòu)內(nèi)的每一部分都有機(jī)會(huì)被執(zhí)行到。(4)結(jié)構(gòu)內(nèi)不存在“死循環(huán)”(無(wú)終止的循環(huán))。98三種基本結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn):34圖中沒(méi)有一條從入口到出口的路徑通過(guò)A框不正確的流程表示:流程內(nèi)的死循環(huán)99圖中沒(méi)有一條從入口到出口的路徑通過(guò)A框不正確的流程表小結(jié):由三種基本結(jié)構(gòu)順序組成的算法結(jié)構(gòu),可以解決任何復(fù)雜的問(wèn)題。由基本結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的算法屬于“結(jié)構(gòu)化”的算法,它不存在無(wú)規(guī)律的轉(zhuǎn)向,只在本基本結(jié)構(gòu)內(nèi)才允許存在分支和向前或向后的跳轉(zhuǎn)。100小結(jié):由三種基本結(jié)構(gòu)順序組成的算法結(jié)構(gòu),可以解決任何復(fù)雜的問(wèn)擴(kuò)展:只要具有上述四個(gè)特點(diǎn)的都可以作為基本結(jié)構(gòu)。可以自己定義基本結(jié)構(gòu),并由這些基本結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)化程序。此圖符合基本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)101擴(kuò)展:只要具有上述四個(gè)特點(diǎn)的都可以作為基本結(jié)構(gòu)??梢宰约憾x這是一個(gè)多分支選擇結(jié)構(gòu),根據(jù)表達(dá)式的值決定執(zhí)行路線。虛線框內(nèi)的結(jié)構(gòu)是一個(gè)入口一個(gè)出口,并且有上述全部的四個(gè)特點(diǎn)。由此構(gòu)成的算法結(jié)構(gòu)也是結(jié)構(gòu)化的算法??梢哉J(rèn)為這是由三種基本結(jié)構(gòu)所派生出來(lái)的。102這是一個(gè)多分支選擇結(jié)構(gòu),根據(jù)表達(dá)式的值決定執(zhí)行路線2.4.4

用N-S流程圖表示算法1973年美國(guó)學(xué)者I.Nassi和B.Shneiderman提出了一種新的流程圖形式。在這種流程圖中,完全去掉了帶箭頭的流程線。全部算法寫(xiě)在一個(gè)矩形框內(nèi),在該框內(nèi)還可以包含其它的從屬于它的框,或者說(shuō),由一些基本的框組成一個(gè)大的框。這種流程圖又稱(chēng)N--S結(jié)構(gòu)化流程圖。1032.4.4用N-S流程圖表示算法1973年美國(guó)學(xué)

N-S流程圖用以下的流程圖符號(hào):

(1)順序結(jié)構(gòu)(2)選擇結(jié)構(gòu)(3)循環(huán)結(jié)構(gòu)104N-S流程圖用以下的流程圖符號(hào):(1)順序結(jié)構(gòu)(2)選擇用三種N-S流程圖中的基本框,可以組成復(fù)雜的N-S流程圖。圖中的A框或B框,可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的操作,也可以是三個(gè)基本結(jié)構(gòu)之一。

A框可以是一個(gè)選擇結(jié)構(gòu)B框可以是一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)105用三種N-S流程圖中的基本框,可以組成復(fù)雜的N-S流程例2.11將例2.1的求5!算法用N-S圖表示106例2.11將例2.1的求5!算法用N-S圖表示42例2.12將例2.2的算法用N-S圖表示。(打印50名學(xué)生中成績(jī)高于80分的學(xué)號(hào)和成績(jī))沒(méi)有輸入數(shù)據(jù)107例2.12將例2.2的算法用N-S圖表示。(打印50名學(xué)例2.12將例2.2的算法用N-S圖表示。(打印50名學(xué)生中成績(jī)高于80分的學(xué)號(hào)和成績(jī))有輸入數(shù)據(jù)108例2.12將例2.2的算法用N-S圖表示。(打印50名學(xué)例2.13將例2.3判定閏年的算法用N-S圖表示109例2.1345例2.14將例2.4的算法用N-S圖表示110例2.14將例2.4的算法用N-S圖表示46例2.15將例2.5判別素?cái)?shù)的算法用N-S流程圖表示。傳統(tǒng)流程圖分析:出口1出口2此圖不符合基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)!由于不能分解為三種基本結(jié)構(gòu),就無(wú)法直接用N--S流程圖的三種基本結(jié)構(gòu)的符號(hào)來(lái)表示。因此,應(yīng)當(dāng)先作必要的變換。111例2.15將例2.5判別素?cái)?shù)的算法用N-S流程圖表示。傳統(tǒng)例2.15將例2.5判別素?cái)?shù)的算法用N-S流程圖表示。傳統(tǒng)流程圖變換為:一個(gè)出口112例2.15將例2.5判別素?cái)?shù)的算法用N-S流程圖表示。傳統(tǒng)用N-S流程圖表示:113用N-S流程圖表示:49N-S圖表示算法的優(yōu)點(diǎn)比文字描述直觀、形象、易于理解;比傳統(tǒng)流程圖緊湊易畫(huà)。尤其是它廢除了流程線,整個(gè)算法結(jié)構(gòu)是由各個(gè)基本結(jié)構(gòu)按順序組成的,N--S流程圖中的上下順序就是執(zhí)行時(shí)的順序。用N--S圖表示的算法都是結(jié)構(gòu)化的算法,因?yàn)樗豢赡艹霈F(xiàn)流程無(wú)規(guī)律的跳轉(zhuǎn),而只能自上而下地順序執(zhí)行。114N-S圖表示算法的優(yōu)點(diǎn)比文字描述直觀、形象、易于理解;比傳小結(jié):一個(gè)結(jié)構(gòu)化的算法是由一些基本結(jié)構(gòu)順序組成的。在基本結(jié)構(gòu)之間不存在向前或向后的跳轉(zhuǎn),流程的轉(zhuǎn)移只存在于一個(gè)基本結(jié)構(gòu)范圍之內(nèi)(如循環(huán)中流程的跳轉(zhuǎn));一個(gè)非結(jié)構(gòu)化的算法可以用一個(gè)等價(jià)的結(jié)構(gòu)化算法代替,其功能不變。如果一個(gè)算法不能分解為若干個(gè)基本結(jié)構(gòu),則它必然不是一個(gè)結(jié)構(gòu)化的算法。115小結(jié):一個(gè)結(jié)構(gòu)化的算法是由一些基本結(jié)構(gòu)順序組成的。在基本結(jié)構(gòu)2.4.5

用位代碼表示算法概念:偽代碼是用介于自然語(yǔ)言和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言之間的文字和符號(hào)來(lái)描述算法。特點(diǎn):它如同一篇文章一樣,自上而下地寫(xiě)下來(lái)。每一行(或幾行)表示一個(gè)基本操作。它不用圖形符號(hào),因此書(shū)寫(xiě)方便、格式緊湊,也比較好懂,也便于向計(jì)算機(jī)語(yǔ)言算法(即程序)過(guò)渡。用處:適用于設(shè)計(jì)過(guò)程中需要反復(fù)修改時(shí)的流程描述。1162.4.5用位代碼表示算法概念:偽代碼是用介于自然語(yǔ)言

IFxispositiveTHENprintxELSEprint-x也可以用漢字偽代碼表示:

若x為正打印x否則打印-x也可以中英文混用,如:

IFx為正printxELSEprint-x例:“打印x的絕對(duì)值”的算法可以用偽代碼表示為:117IFxispositiveTHEN例:“打印x開(kāi)始

置t的初值為1置i的初值為2當(dāng)i<=5,執(zhí)

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