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1、一个程序除了算法和数据结构这主要要素外，还应当采用结构化程序设计方法进行程序设计，并且用某一种计算机语言表示算法、数据结构、程序设计方法和语言工具是一个程序设计人员应具备的知识第1页/共66页算法是解决“做什么”和“怎么做”的问题程序中的操作语句，是算法的体现不了解算法就谈不上程序设计第2页/共66页2.1 什么是算法2.2 简单的算法举例2.3 算法的特性2.4 怎样表示一个算法2.5 结构化程序设计方法第3页/共66页2.1 什么是算法什么是算法广义地说，为解决一个问题而采取的方法和步骤，就称为“算法”对同一个问题，可以有不同的解题方法和步骤为了有效地进行解题，不仅需要保证算法正确，还要考
2、虑算法的质量，选择合适的算法第4页/共66页2.1 什么是算法什么是算法计算机算法可分为两大类别：数值运算算法非数值运算算法数值运算的目的是求数值解非数值运算包括的面十分广泛，最常见的是用于事务管理领域第5页/共66页2.2简单的算法举例简单的算法举例例2.1 求12345可以用最原始的方法进行：步骤1：先求1*2，得到结果2。步骤2：将步骤1得到的乘积2再乘以3，得到结果6。步骤3：将6再乘以4，得24。步骤4：将24再乘以5，得120。这就是最后的结果。例2.1 求12345 1000太繁琐第6页/共66页2.2简单的算法举例简单的算法举例改进的算法：设变量p为被乘数变量i为乘数用循环算法
3、求结果第7页/共66页2.2简单的算法举例简单的算法举例S1：使p=1，或写成1pS2：使i=2，或写成2iS3：使p与i相乘，乘积仍放在变量p中，可表示为：p*ipS4：使i的值加1，即i+1 iS5：如果i不大于5，返回重新执行S3；否则，算法结束最后得到p的值就是 5!的值若是1000，求什么？第8页/共66页2.2简单的算法举例简单的算法举例S1：使p=1，或写成1pS2：使i=2，或写成2iS3：使p与i相乘，乘积仍放在变量p中，可表示为：p*ipS4：使i的值加1，即i+1 iS5：如果i不大于5，返回重新执行S3；否则，算法结束最后得到p的值就是 5!的值若若求求13579113
4、3221111相当于i 11第9页/共66页 例2.2 有50个学生，要求将成绩在80分以上的学生的学号和成绩输出。用ni代表第i个学生学号，gi表示第i个学生成绩S1：1iS2：如果gi80，则输出ni和gi，否则不输出S3：i+1iS4：如果i50，返回到步骤S2，继续执行，否则，算法结束第10页/共66页 例2.3 判定20002500年中的每一年是否闰年，并将结果输出。闰年的条件：(1)能被4整除，但不能被100整除的年份都是闰年，如2008、2012、2048年(2)能被400整除的年份是闰年，如2000年不符合这两个条件的年份不是闰年例如2009、2100年第11页/共66页设ye
5、ar为被检测的年份。算法表示如下：S1：2000yearS2：若year不能被4整除，则输出year 的值和“不是闰年”。然后转到S6S3：若year能被4整除，不能被100整除，则输出year的值和“是闰年”。然后转到S6S4：若year能被400整除，则输出year的值和“是闰年”，然后转到S6S5:其他情况输出year的值和“不是闰年”S6：year+1yearS7：当year2500时，转S2，否则停止第12页/共66页year不能不能被被4整除整除非闰年非闰年year被被4整整除，但不能除，但不能被被100整除整除闰年闰年year被被100整除，又能整除，又能被被400整除整除闰年闰
6、年其他其他非闰年非闰年逐渐缩小判断的范围第13页/共66页例2.4 求规律：第1项的分子分母都是1 第2项的分母是2，以后每一项的分母子都是前一项的分母加1 笫2项前的运算符为“-”，后一项前面的运算符都与前一项前的运算符相反第14页/共66页例2.4 求S1：sign=1S2：sum=1S3：deno=2S4：sign=(-1)*signS5：term=sign*(1/deno)S6：sum=sum+termS7：deno=deno+1S8：若deno100返回S4；否则算法结束sign当前项符号当前项符号term当前项的值当前项的值sum当前各项的和当前各项的和deno当前项分母当前项分母
7、-1-1/21-1/23满足，返回S4第15页/共66页例2.4 求S1：sign=1S2：sum=1S3：deno=2S4：sign=(-1)*signS5：term=sign*(1/deno)S6：sum=sum+termS7：deno=deno+1S8：若deno100返回S4；否则算法结束sign当前项符号当前项符号term当前项的值当前项的值sum当前各项的和当前各项的和deno当前项分母当前项分母11/31-1/2+1/34满足，返回S4第16页/共66页例2.4 求S1：sign=1S2：sum=1S3：deno=2S4：sign=(-1)*signS5：term=sign*(1
8、/deno)S6：sum=sum+termS7：deno=deno+1S8：若deno100返回S4；否则算法结束99次循环后次循环后sum的值的值就是所要求的结果就是所要求的结果第17页/共66页 例2.5 给出一个大于或等于3的正整数，判断它是不是一个素数。所谓素数(prime)，是指除了1和该数本身之外，不能被其他任何整数整除的数例如，13是素数，因为它不能被2，3，4，12整除。第18页/共66页判断一个数n(n3)是否素数：将n作为被除数，将2到(n-1)各个整数先后作为除数，如果都不能被整除，则n为素数S1：输入n的值S2：i=2 （i作为除数）S3：n被i除，得余数rS4：如果r
9、=0，表示n能被i整除，则输出n“不是素数”，算法结束；否则执行S5S5：i+1iS6：如果in-1，返回S3；否则输出n“是素数”，然后结束。可改为n/2第19页/共66页2.3算法的特性算法的特性一个有效算法应该具有以下特点：(1)有穷性。一个算法应包含有限的操作步骤，而不能是无限的。(2)确定性。算法中的每一个步骤都应当是确定的，而不应当是含糊的、模棱两可的。第20页/共66页2.3算法的特性算法的特性一个有效算法应该具有以下特点：(3)有零个或多个输入。所谓输入是指在执行算法时需要从外界取得必要的信息。(4)有一个或多个输出。算法的目的是为了求解，“解”就是输出。没有输出的算法是没有意
10、义的。(5)有效性。算法中的每一个步骤都应当能有效地执行，并得到确定的结果。第21页/共66页2.3算法的特性算法的特性对于一般最终用户来说:他们并不需要在处理每一个问题时都要自己设计算法和编写程序可以使用别人已设计好的现成算法和程序只需根据已知算法的要求给予必要的输入，就能得到输出的结果输入输入3个数个数黑箱子黑箱子3个数中最大数个数中最大数求求3个数的个数的最大数最大数第22页/共66页2.4怎样表示一个算法怎样表示一个算法常用的方法有：自然语言传统流程图结构化流程图伪代码第23页/共66页2.4怎样表示一个算法怎样表示一个算法2.4.1 用自然语言表示算法2.4.2 用流程图表示算法2.
11、4.3 三种基本结构和改进的流程图2.4.4 用N-S流程图表示算法2.4.5 用伪代码表示算法2.4.6 用计算机语言表示算法第24页/共66页2.4.1 用自然语言表示算法用自然语言表示算法2.2节介绍的算法是用自然语言表示的用自然语言表示通俗易懂，但文字冗长，容易出现歧义性用自然语言描述包含分支和循环的算法，不很方便除了很简单的问题外，一般不用自然语言第25页/共66页2.4.2用流程图表示算法用流程图表示算法流程图是用一些图框来表示各种操作用图形表示算法，直观形象，易于理解起止框起止框输入输出框输入输出框处理框处理框判断框判断框流程线流程线连接点连接点注释框注释框x 0YN一个入口两个
12、出口第26页/共66页2.4.2用流程图表示算法用流程图表示算法流程图是用一些图框来表示各种操作用图形表示算法，直观形象，易于理解起止框起止框输入输出框输入输出框处理框处理框判断框判断框流程线流程线连接点连接点注释框注释框位置不够防止交叉第27页/共66页 例2.6 将例2.1的算法用流程图表示。求12345如果需要将最后结果输出:1ti5开始2it*iti+1i结束NY第28页/共66页 例2.6 将例2.1的算法用流程图表示。求12345如果需要将最后结果输出:1t输出ti5开始2it*iti+1i结束NY第29页/共66页 例2.7 例2.2的算法用流程图表示。有50个学生，要求将成绩在
13、80分以上的学生的学号和成绩输出。第30页/共66页1ii50开始i+1i结束NY输入ni、gi1i开始gi 80输出ni、gii+1ii50NYYN如果包括输入数据部分如果包括输入数据部分第31页/共66页1ii50开始i+1i结束NY输入ni、gi1igi 80输出ni、gii+1ii50NYYN如果包括输入数据部分如果包括输入数据部分第32页/共66页 例2.8 例2.3判定闰年的算法用流程图表示。判定20002500年中的每一年是否闰年，将结果输出。第33页/共66页NYN开始开始2000yearyear不能不能被被4整除整除year是闰年是闰年year不能不能被被100整除整除yea
14、r+1yearyear2500结束结束Yyear不能不能被被400整除整除year不是闰年不是闰年year是闰年是闰年year不是闰年不是闰年YNYN第34页/共66页例2.9 将例2.4的算法用流程图表示。求第35页/共66页1sum2deno1sign(-1)*signsignsign*(1/deno)termsum+termsumdeno+1denoNdeno100Y输出输出sum结束结束开始开始第36页/共66页 例2.10 例2.5判断素数的算法用流程图表示。对一个大于或等于3的正整数，判断它是不是一个素数。第37页/共66页NY输出输出n是素数是素数结束结束开始开始输入输入n2in
15、%irr=0i+1ii输出输出n是素数是素数YN第38页/共66页通过以上几个例子可以看出流程图是表示算法的较好的工具一个流程图包括以下几部分：(1)表示相应操作的框(2)带箭头的流程线(3)框内外必要的文字说明流程线不要忘记画箭头，否则难以判定各框的执行次序第39页/共66页2.4.3 三种基本结构和改进的流程三种基本结构和改进的流程图图1.传统流程图的弊端传统的流程图用流程线指出各框的执行顺序，对流程线的使用没有严格限制使用者可以毫不受限制地使流程随意地转来转去，使人难以理解算法的逻辑第40页/共66页2.4.3 三种基本结构和改进的流程三种基本结构和改进的流程图图2.三种基本结构(1)顺
16、序结构AB第41页/共66页2.4.3 三种基本结构和改进的流程三种基本结构和改进的流程图图2.三种基本结构(2)选择结构ABYpNAYpN第42页/共66页2.4.3 三种基本结构和改进的流程三种基本结构和改进的流程图图2.三种基本结构(3)循环结构 当型循环结构AYp1NYx51t输出t2it*iti+1i第48页/共66页 例2.12 将例2.2的算法用N-S图表示。将50名学生中成绩高于80分者的学号和成绩输出。直到直到i501t1ii+1i输入ni、gii+1i直到直到i50gi 80否否是是输出ni,gi第49页/共66页例2.13 将例2.3判定闰年的算法用N-S图表示直到直到y
17、ear25002000yearyear+1year否否是是year%4为为0否否是是输出year非闰年year%100不为不为0year%400为为0是是否否输出year非闰年输出year闰年输出year闰年第50页/共66页例2.14 将例2.4的算法用N-S图表示。求直到直到deno100deno+1deno输出输出sum1sum1sign2deno(-1)*signsignsign*(1/deno)termsum+termsum第51页/共66页 例2.15 将例2.5判别素数的算法用N-S流程图表示。例2.10的流程图不是由三种基本结构组成的循环有两个出口，不符合基本结构的特点无法直接
18、用N-S流程图的三种基本结构的符号来表示先作必要的变换第52页/共66页NY开始开始输入输入n0w 2in%irr=0i+1ii 和和w=0YN1w输出输出n是素数是素数结束结束w=0输出输出n不是素数不是素数第53页/共66页输入输入nr=0是是否否0w2in%ir1wi+1i直到直到i 或或w 0w=0是是否否输出输出n是素数是素数输出输出n不是素数不是素数第54页/共66页一个结构化的算法是由一些基本结构顺序组成的在基本结构之间不存在向前或向后的跳转，流程的转移只存在于一个基本结构范围之内一个非结构化的算法可以用一个等价的结构化算法代替，其功能不变如果一个算法不能分解为若干个基本结构，则
19、它必然不是一个结构化的算法第55页/共66页2.4.52.4.5用伪代码表示算法用伪代码表示算法用伪代码表示算法用伪代码表示算法伪代码是用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述算法用伪代码写算法并无固定的、严格的语法规则，可以用英文，也可以中英文混用第56页/共66页例2.16 求5!。begin (算法开始)1 t 2 i while i5 t*i t i+1 i print tend (算法结束)第57页/共66页例2.17 求begin 1 sum 2 deno 1 sign while deno 100 (-1)*sign sign sign*1/deno term sum+t
20、erm sum deno+1 deno print sumend第58页/共66页2.4.62.4.6用计算机语言表示算法用计算机语言表示算法用计算机语言表示算法用计算机语言表示算法要完成一项工作，包括设计算法和实现算法两个部分。设计算法的目的是为了实现算法。不仅要考虑如何设计一个算法，也要考虑如何实现一个算法。第59页/共66页 例2.18 将例2.16表示的算法（求5!）用C语言表示。第60页/共66页#include int main()int i,t;t=1;i=2;while(i=5)t=t*i;i=i+1;printf(%dn,t);return 0;第61页/共66页例2.19
21、将例2.17表示的算法（求多项式 的值）用C语言表示。第62页/共66页#include int main()int sign=1;double deno=2.0,sum=1.0,term;while(deno=100)sign=-sign;term=sign/deno;sum=sum+term;deno=deno+1;printf(%fn,sum);return 0;第63页/共66页2.52.5结构化程序设计方法结构化程序设计方法结构化程序设计方法结构化程序设计方法结构化程序设计强调程序设计风格和程序结构的规范化，提倡清晰的结构。结构化程序设计方法的基本思路是：把一个复杂问题的求解过程分阶段进行，每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内。第64页/共66页2.52.5结构化程序设计方法结构化程序设计方法结构化程序设计方法结构化程序设计方法采取以下方法保证得到结构化的程序：（1）自顶向下；（2）逐步细化；（3）模块化设计；（4）结构化编码。第65页/共66页感谢您的欣赏！第66页/共66页