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1、第三章第三章 基本结构程序基本结构程序设计设计第1页，共49页，编辑于2022年，星期二基本结构程序设计基本结构程序设计n n程序的基本结构与结构化程序设计程序的基本结构与结构化程序设计n n顺序结构程序设计n n选择结构程序设计n n循环结构程序设计n n程序设计举例第2页，共49页，编辑于2022年，星期二程序程序=算法算法+数据结构数据结构n n数据结构：指对数据（操作对象）的描述n n算法：指对操作步骤的描述编写程序的本质：对哪些数据进行什么样的一系列加工就可以达到目标第3页，共49页，编辑于2022年，星期二程序基本结构与结构化程序设计o算法算法o程序基本结构o结构化程序设计的基本方
2、法第4页，共49页，编辑于2022年，星期二算法的概念n广义的说广义的说,为解决一个问题而采用的方法和步为解决一个问题而采用的方法和步骤骤,就称为算法就称为算法 炒菜炒菜 点火点火-放油放油-放菜放菜-炒菜炒菜-熄火熄火-盛菜盛菜n选择合适的算法选择合适的算法n数值运算算法和非数值运算算法（人事管理）数值运算算法和非数值运算算法（人事管理）第5页，共49页，编辑于2022年，星期二算法举例例：例：求解一元二次方程ax2+bx+c=0(a0)的两个根。s1：输入数据 a,b,c s2：求根x1,x2 s3：输出结果 可以将求解算法(s2)进行细化设计如下：s1：输入数据 a,b,c s2_1：求
3、判别式d的值，d=b*b-4*a*c s2_2：判断：如果d=0，则按实根求法计算：x1=(-b+sqrt(d)/(2*a)x2=(-b-sqrt(d)/(2*a)否则，按复根求法计算：实部 r=-b/(2*a)虚部 p=sqrt(-d)/(2*a)s3：输出结果第6页，共49页，编辑于2022年，星期二例：例：依次读入30个学生成绩，输出平均成绩及最高成绩具体算法描述：具体算法描述：s1 s1：0=i0=i s2 s2：0=sum0=sum，0=max0=max s3 s3：读入一个学生成绩存入读入一个学生成绩存入scorescore s4 s4：i+1=ii+1=i s5 s5；sum+s
4、core=sumsum+score=sum s6 s6：如果如果scorescore大于大于maxmax，则则score=maxscore=max s7 s7：如果如果i i小于小于3030，转移至，转移至s3s3 s8 s8：sum/30=average sum/30=average s9 s9：打印打印averageaverage，maxmax s3,s4,s5,s6,s7 s3,s4,s5,s6,s7这些步骤会被重复执行3030次 变量i i用于统计已处理的学生人数 当i i值小于3030时，流程转至s3s3读下一个学生成绩 当i i值等于3030时，所有学生成绩处理完毕，到s8,s9s
5、8,s9输出结果第7页，共49页，编辑于2022年，星期二算法的特性算法是解决问题逻辑思路的表述。同一个问题有不同的解题方法和步骤，设计出不同的算法。正确的算法应该具备以下特性：n有穷性：有穷性：包含有限的操作步骤，不能无限制地执行下去n确定性：确定性：每一个步骤必须有确定的含义，无二义性n有若干个输入数据（有若干个输入数据（0 n）输入是指在算法执行过程中需要用户输入的信息n有若干个输出数据（有若干个输出数据（1 n）一般地，算法都有一个或多个输出数据，因为设计算法的目的就是进行数值运算或进行某种数据处理，给用户输出处理结果是必然的要求n有效性有效性 在一个算法中，要求每个步骤都能被有效地执
6、行第8页，共49页，编辑于2022年，星期二算法的表示n用自然语言表示算法（通俗易懂）用自然语言表示算法（通俗易懂）n用流程图表示算法（传统、用流程图表示算法（传统、N-S流程图）流程图）n用伪代码表示算法用伪代码表示算法n用计算机语言表示算法用计算机语言表示算法第9页，共49页，编辑于2022年，星期二流程图表示法流程图表示法 用图形符号配合文字说明表示各种操作用图形符号配合文字说明表示各种操作起止框输入输出框处理框判断框流程线第10页，共49页，编辑于2022年，星期二例：输入三个数，然后输出其中最大的数盒图（NS图）第11页，共49页，编辑于2022年，星期二程序基本结构与结构化程序设计
7、o算法o程序基本结构程序基本结构o结构化程序设计的基本方法第12页，共49页，编辑于2022年，星期二程序基本结构n顺序结构n选择结构n循环结构结构化程序：由三种基本结构反复嵌套构成的程序叫第13页，共49页，编辑于2022年，星期二n顺序结构顺序结构 ABAB流程图流程图N-S反映了若干模块（语句）之间连续执行的顺序第14页，共49页，编辑于2022年，星期二n 选择结构选择结构l二分支选择结构PAB真假PBA真假PA真假（a）（b）第15页，共49页，编辑于2022年，星期二l多分支选择结构kA1A2AiAnk=k2k=k1k=knk=ki.由某个条件的取值来决定执行两个（多个）模块中的哪
8、一个第16页，共49页，编辑于2022年，星期二n循环结构循环结构l当型循环结构l直到型循环结构PA假真当P为真AAP真假A直到P为真根据某个条件的取值（成立与否）重复执行特定的模块区别：当型先判断，再决定是否执行；直到型先执行，再判断是否继续循环，至少执行一次第17页，共49页，编辑于2022年，星期二对于三种基本结构的说明：对于三种基本结构的说明：三种结构均只有一个入口和一个出口三种结构均只有一个入口和一个出口结构中的结构中的A、B操作都是广义的，可以是一个操作，也可以操作都是广义的，可以是一个操作，也可以是另一个基本结构或几种基本结构的组合是另一个基本结构或几种基本结构的组合结构内不存在
9、死循环结构内不存在死循环第18页，共49页，编辑于2022年，星期二程序基本结构与结构化程序设计o算法o程序基本结构o结构化程序设计的基本方法结构化程序设计的基本方法第19页，共49页，编辑于2022年，星期二结构化程序设计方法n自顶向下、逐步细化n模块化设计n结构化编码第20页，共49页，编辑于2022年，星期二基本结构程序设计基本结构程序设计n n程序的基本结构n n顺序结构程序设计顺序结构程序设计n n选择结构程序设计n n循环结构程序设计n n程序设计举例第21页，共49页，编辑于2022年，星期二顺序结构程序设计o顺序执行语句顺序执行语句o数据的输入输出o顺序结构程序举例第22页，共
10、49页，编辑于2022年，星期二顺序执行语句C程序是由语句组成，每个语句以分号分号结束顺序结构的程序会按照语句书写的顺序执行C语句分类：q 控制语句q 表达式语句q 函数调用语句 q 空语句q 复合语句第23页，共49页，编辑于2022年，星期二如：如：if(xy)与与 if(xy)意义不同意义不同 z=x;x+;z=x;y-;x+;y-;n表达式语句 表达式后面加”;”构成 a=2 x=y+1 i+a=2;x=y+1;i+;n函数调用语句 函数名（参数）;printf(“%d”,x);n空语句 ；n复合语句 用 把一些语句括起来，相当于一个语句第24页，共49页，编辑于2022年，星期二顺序
11、结构程序设计o顺序执行语句o数据的输入输出数据的输入输出o顺序结构程序举例第25页，共49页，编辑于2022年，星期二数据输入输出n语言无I/O语句，I/O操作由库函数实现n使用库函数时，用预编译命令将有关“头文件”包含到源文件中n标准输入输出库函数：“stdio.h”文件n源文件开头应有以下预编译命令：#include#include stdio.h (P219)第26页，共49页，编辑于2022年，星期二1.putchar 函数（字符输出函数）格式:putchar(c)参数:c为字符常量、变量或表达式功能：把单个字符c输出到显示器上运行结果：A B#include void main()i
12、nt c;char a;c=65;a=B;putchar(c);putchar(n);putchar(a);例若无文件包含编译预处若无文件包含编译预处理，在编译连接时系统理，在编译连接时系统将指出：将指出：Linking Error:Undefine symbol _putchar in moduel XXX.c第27页，共49页，编辑于2022年，星期二另：另：putchar()putchar()函数还可以输出控制字符函数还可以输出控制字符 如如：n n 或或012012 aa或或 007007 r r 或或 015015 换行换行 响铃响铃 回车回车#include#include std
13、io.hstdio.hvoid main()void main()char char a=A，b=b=B B，c=c=007007；putchar(a)putchar(a)；putchar(b)putchar(b)；putchar(putchar(nn)；putchar(c)putchar(c)；putchar(65)putchar(65)；putchar(66)putchar(66)；putchar(putchar(007007)；运行结果：运行结果：AB AB 响铃响铃 ABAB 响铃响铃第28页，共49页，编辑于2022年，星期二格式:getchar()功能：从键盘读一字符返值：正常，返
14、回读取的代码值；出错,返回EOF(-1)2.getchar函数（字符输入函数）例#include void main()int c;printf(Enter a character:);c=getchar();printf(%c-hex%xn,c,c);运行结果：Enter a character:AA-hex41第29页，共49页，编辑于2022年，星期二输出表列：要输出的数据（可以没有，多个时以“,”分隔）格式控制串：由双引号括起来的一串字符（格式字符串格式字符串和和普通字符普通字符）普通字符或转义序列：原样输出 格式字符串：%修饰符格式字符，用于指定输出格式 格式字符 d格式符：按十进制
15、格式输出 f格式符：按实数格式输出 c格式符：以字符形式输出一个字符 格式：printf(“格式控制串”，输出表列)功能：按指定格式向显示器输出数据说明：标准库函数，函数原型在头文件“stdio.h”“stdio.h”中 3.printf函数（格式输出函数）第30页，共49页，编辑于2022年，星期二a第31页，共49页，编辑于2022年，星期二dx,Xoucse,Efg%格式字符：十六进制无符号整数不带符号十进制整数十进制整数指数形式浮点小数单一字符字符串八进制无符号整数小数形式浮点小数e和f中较短一种百分号本身inta=567,b=12;printf(“%d,%d”,a,b);inta=2
16、55;printf(“%x”,a);inta=65;printf(“%o”,a);inta=567;printf(“%u”,a);chara=65;printf(“%c”,a);printf(“%s”,“ABC”);floata=567.789;printf(“%e”,a);floata=567.789;printf(“%f”,a);floata=567.789;printf(“%g”,a);printf(“%”);567,12ff101567AABC5.677890e+02567.789000567.789%q说明格式字符要用小写格式字符要用小写格式字符与输出项个数应相同，按先后顺序一一对应
17、格式字符与输出项个数应相同，按先后顺序一一对应n输出转换输出转换:格式字符与输出项类型不一致格式字符与输出项类型不一致,自动按指定格式输出自动按指定格式输出第32页，共49页，编辑于2022年，星期二n附加格式说明符（修饰符）m.n-.n对实数,指定小数点后位数(四舍五入)对字符串,指定实际输出位数修饰符功 能m输出数据域宽,数据长度m,左补空格;否则按实际输出输出数据在域内左对齐（缺省右对齐)-指定在有符号数的正数前显示正号(+)+输出数值时指定左面不使用的空位置自动填00在八进制和十六进制数前显示前导0，0 x#在d,o,x,u前，指定输出精度为long型在e,f,g前，指定输出精度为do
18、uble型l第33页，共49页，编辑于2022年，星期二 int a=1234;float f=123.456;char ch=a;printf(“%8d,%2dn”,a,a);printf(“%f,%8f,%8.1f,%.2f,%.2en”,f,f,f,f,f);printf(“%3cn”,ch);运行 1234,1234结果：123.456000,123.456000,123.5,123.46,1.23e+02 a例 m.n第34页，共49页，编辑于2022年，星期二 int a=1234;float f=123.456;printf(“%-8d,%8dn”,a,a);printf(“%1
19、0.2f,%-10.1fn”,f,f);运行结果：1234_,_1234_ _ _ _ 123.46,123.5_ _ _ _ _例 -第35页，共49页，编辑于2022年，星期二格式:scanf(“格式控制串”，地址表列）功能：按指定格式从键盘读入数据，存入地址表指定的存储单元中,并按回车键结束返值：正常，返回输入数据个数说明：标准库函数，函数原型在头文件“stdio.h”“stdio.h”中地址表列：变量的地址，用取地址运算符&格式字符:d,o,x,u,c,s,f,e4.scanf函数(格式输入函数)例 int a;scanf(“%d”,&a);输入：10 则 a=10例 float a;
20、scanf(“%f”,&a);输入：3.14 则 a=3.140000例 char a;scanf(“%c”,&a);输入：m 则 a=m第36页，共49页，编辑于2022年，星期二n附加格式说明符（修饰符）附加格式说明符（修饰符）l修饰符功 能hm*用于d,o,x前，指定输入为short型整数用于d,o,x前，指定输入为long型整数用于e,f前，指定输入为double型实数指定输入数据宽度，遇空格或不可转换字符则结束抑制符，指定输入项读入后不赋给变量例 scanf(“%4d%2d%2d”,&yy,&mm,&dd);输入 19991015 则1999yy,10 mm,15 dd例 scanf
21、(“%3d%*4d%f”,&k,&f);输入 12345678765.43 则123k,8765.43f例 scanf(“%2d%*3d%2d”,&a,&b);输入 1234567 则12a,67b例 scanf(“%3c%2c”,&c1,&c2);输入 abcde 则ac1,d c2第37页，共49页，编辑于2022年，星期二n输入分隔符的指定输入分隔符的指定q一般以空格、一般以空格、TAB或回车键作为分隔符或回车键作为分隔符q其它字符做分隔符：格式串中两个格式符间字符其它字符做分隔符：格式串中两个格式符间字符例 scanf(“%d%o%x”,&a,&b,&c);printf(“a=%d,b
22、=%d,c=%dn”,a,b,c);输入 123 123 123 输出 a=123,b=83,c=291例 scanf(“%d:%d:%d”,&h,&m,&s);输入 12:30:45 则12 h,30 m,45 s例 scanf(“%d,%d”,&a,&b)输入 3,4 则3a,4 b例 scanf(“a=%d,b=%d,c=%d”,&a,&b,&c);输入 a=12,b=24,c=36 第38页，共49页，编辑于2022年，星期二n说明：说明：q用用“%c”格式符时，空格和转义字符作为有效字符输入格式符时，空格和转义字符作为有效字符输入如如 scanf(“%c%c%c”,&c1,&c2,&
23、c3);若输入若输入a a b b c c 则则ac1,c2,b c3q输入数据时，遇以下情况认为该数据结束：输入数据时，遇以下情况认为该数据结束：遇空格、遇空格、TAB、或回车或回车遇宽度结束遇宽度结束遇非法输入遇非法输入如如scanf(“%d%c%f”,&a,&b,&c);若输入若输入1234a123o.26 则则1234a,ab,123cq输入函数留下的输入函数留下的“垃圾垃圾”：例例intx;charch;scanf(“%d”,&x);ch=getchar();printf(“x=%d,ch=%dn”,x,ch);执行：执行：123 输出：输出：x=123,ch=10解决方法：解决方法
24、：（1 1）用）用getchar()getchar()清除清除（2 2）用格式串中空格或）用格式串中空格或“%*“%*c”c”来来“吃掉吃掉”例例intx;charch;scanf(“%d”,&x);scanf(“%c”,&ch);或或scanf(“%*c%c”,&ch);第39页，共49页，编辑于2022年，星期二顺序结构程序设计o顺序执行语句o数据的输入输出o顺序结构程序举例顺序结构程序举例第40页，共49页，编辑于2022年，星期二#include#includemain()floata,b,c,s,area;scanf(%f,%f,%f,&a,&b,&c);s=1.0/2*(a+b+c
25、);area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c);printf(a=%7.2f,b=%7.2f,c=%7.2f,s=%7.2fn,a,b,c,s);printf(area=%7.2fn,area);例例1输入三角形边长，求面积输入三角形边长，求面积输入：输入：3,4,6 输出：输出：a=3.00,b=4.00,c=6.00s=6.50area=5.33文件包含预处理命令文件包含预处理命令变量定义变量定义输入数据输入数据输出数据输出数据第41页，共49页，编辑于2022年，星期二例例2从键盘输入大写字母，用小写字母输出从键盘输入大写字母，用小写字母输出/*ch3_13.c*/#in
26、cludestdio.hmain()charc1,c2;c1=getchar();printf(%c,%dn,c1,c1);c2=c1+32;printf(%c,%dn,c2,c2);输入：输入：A 输出：输出：A,65a,97第42页，共49页，编辑于2022年，星期二 例例 输出两个整型变量交换前后的值。输出两个整型变量交换前后的值。分析：分析：所需的变量：整型变量所需的变量：整型变量a int aa int a 整型变量整型变量b int bb int b 中间变量中间变量temp int temp temp int temp /用来两个值交换时作临时保存用用来两个值交换时作临时保存用
27、算法：算法：1 1、先把、先把a a的值保存到的值保存到:temp=a:temp=a2 2、把、把b b的值赋给的值赋给a :a=b;a :a=b;3 3、把、把temptemp中保存的中保存的a a值给值给b:b=temp;b:b=temp;第43页，共49页，编辑于2022年，星期二main()inta,b;scanf(“%d,%d,&a,&b);printf(origenalnumber:na=%d,b=%dn,a,b)；inttemp;temp=a;a=b;b=temp;printf(swappednumbers:na=%d,b=%dn”,a,b);/*printf(tempnumbe
28、rs:ntemp=%dn,temp)；*/运行结果：运行结果：3,5origenalnumbers：a3,b5swappednumbebers:a5,b3第44页，共49页，编辑于2022年，星期二 1程序开头的编译预处理命令 在程序中要使用标准函数（又称库函数）2顺序结构程序的函数体中，完成具体功能的各个语句和运算，主要包括：（1）变量类型的说明 （2）提供数据语句 （3）运算部分 （4）输出部分在顺序结构程序中，一般包括以下几个部分：第45页，共49页，编辑于2022年，星期二【例】求两个数的和与差。输入整数a 和b，计算并输出a、b 的和与差。例：输入2-8输出The sum is-6T
29、he difference is 10第46页，共49页，编辑于2022年，星期二【例】求平方根。输入1 个实数x，计算并输出其平方根（保留1 位小数）。例：输入17输出The square root of 17.0 is 4.1第47页，共49页，编辑于2022年，星期二【例】大写字母转换成小写字母。输入一个大写英文字母，输出相应的小写字母。例：输入G输出g第48页，共49页，编辑于2022年，星期二作业和上机内容1.给出求解一元二次方程给出求解一元二次方程ax2+bx+c=0(a0)的两个根的的两个根的算法流程图。算法流程图。2.编写程序，求编写程序，求ax2+bx+c=0方程的根，方程的
30、根，a、b、c由键盘由键盘输入（参考输入（参考P29）。）。3.P66 3.4，调用库函数。，调用库函数。4.P66 3.5，要求输入摄氏温度，要求输入摄氏温度C（float型），输出的华型），输出的华氏温度氏温度F和绝对温度和绝对温度K保留保留2 位小数。位小数。5.调试教材调试教材P45前的示例程序。前的示例程序。n本次作业本次作业14要求在上机前编好程序，按书写规范写要求在上机前编好程序，按书写规范写在实验报告中，上机调试若发现错误，则在报告中指在实验报告中，上机调试若发现错误，则在报告中指出错误并附修改语句及运行结果。出错误并附修改语句及运行结果。n实验报告格式见实验报告格式见word示例。示例。第49页，共49页，编辑于2022年，星期二