程序设计与程序结构.ppt

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1、教学大纲第2章程序设计与程序结构2.1程序设计与算法2.2流程图2.3程序结构2.4流程图与程序例子2.5本章小结2.6习题2.1程序设计与算法2.1.1程序设计的概念1、对数据的描述和对操作的描述一个程序应包括以下两方面内容:（1）对数据的描述。在程序中要指定数据的类型和数据的组织形式，即数据结构(datastructure)。（2）对操作的描述。即操作步骤，也就是算法(algorithm)。数据是操作的对象，操作的目的是对数据进行加工处理，以得到期望的结果。作为程序设计人员，必须认真考虑和设计数据结构和操作

2、步骤(即算法)。因此，著名计算机科学家沃思(NikiklausWirth)提出一个公式：数据结构+算法=程序实际上，一个程序除了以上两个主要要素之外，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。因此，可以这样表示：程序=算法+数据结构+程序设计方法+语言工具和环境2.程序设计过程分析题意，清楚要求设计算法选择合适的程序结构确定变量及其数据类型画流程图编写代码调试运行2.1.2算法实例1：从北京去天津开会从事各种工作和活动，都必须事先想好进行的步骤，然后按部就班地进行，才能避免产生错乱。

3、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”。买火车票乘坐地铁到北京站登上火车到天津后坐电车到会场实例2：考大学填写报名表交报名费拿到准考证按时参加考试到校报到注册得到录取通知书对同一个问题，可以有不同的解题方法和步骤。方法有优劣之分。有的方法只需进行很少的步骤，而有些方法则需要较多的步骤。一般说，希望采用简单的且运算步骤少的方法。因此，为了有效地进行解题，不仅需要保证算法正确，还要考虑算法的质量，选择合适的算法。简单算法的举例例1求1×2×3×4×5。可以用最原始的方法进行。步骤1：先求1×2，

4、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。当求1000！时，求解过程过于麻烦，是不是一种通用的表示方法呢？？设计思想：可以设两个变量，一个变量代表被乘数，一个变量代表乘数。不另设变量存放乘积结果，而直接将每一步骤的乘积放在被乘数变量中。今设p为被乘数，i为乘数。用循环算法来求结果。可以将算法改写如下：S1：使p=1S2：使i=2S3：使p×i，乘积仍放在变量p中，可表示为p×i=>pS4：使i的值加1，即i+1

5、=>iS5：如果i不大于5，返回重新执行步骤S3以及其后的步骤S4和S5；否则，算法结束。最后得到p的值就是5!的值。例2有5个学生，要求将他们之中成绩在80分以上者打印出来。用n表示学生学号，n1代表第一个学生学号，ni代表第i个学生学号。用g代表学生成绩，gi代表第i个学生成绩。算法设计：S1：1=>iS2：如果gi≥80，则打印ni和gi，否则不打印S3：i+1=>iS4：如果i≤5，返回S2，继续执行；否则，算法结束。本例中，变量i作为下标，用它来控制序号(第几个学生，第几个成绩)。当i超过5时，表示已

6、对5个学生的成绩处理完毕，算法结束。例3判定2000—2500年中的每一年是否闰年，将结果输出。闰年的条件是：①能被4整除，但不能被100整除的年份都是闰年，如1996年，2004年是闰年；②能被100整除，又能被400整除的年份是闰年。如1600年、2000年是闰年。不符合这两个条件的年份不是闰年。算法设计：设y为被检测的年份。可采取以下步骤：S1：2000=>yS2：y不能被4整除，则输出y“不是闰年”。然后转到S6S3：若y能被4整除，不能被100整除，则输出y“是闰年”。然后转到S6S4：若y能被100

7、整除，又能被400整除，输出y“是闰年”；否则输出“不是闰年”。然后转到S6S5：输出y“不是闰年”S6：y+1=>yS7：当y≤2500时，转S2继续执行，如y＞2500，算法停止。2.1.3算法的特性一个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。事实上，“有穷性”往往指“在合理的范围之内”。究竟什么算“合理限度”，并无严格标准，由人们的常识和需要而定。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。3.有零个或多个输入所谓输入是指在执行算法时需要

8、从外界取得必要的信息。一个算法也可以没有输入。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。2.2流程图算法的表示方式，常用的有自然语言、传统流程图、结构化流程图、伪代码、PAD图等。流程图是用几何图形、箭头和文字说明来表示算法的框图。流用图形表示算法，直观形象，易于理解。美国国家