程序设计基础4.pptx

第四章 C程序的流程设计主要内容算法概述C程序的三种基本结构选择型程序设计循环型程序设计辅助控制语句程序设计的基本概念一个程序应包括两个方面的内容:对数据的描述：数据结构对操作的描述：算法完整的程序设计应该包括四部分:程序设计＝数据结构＋算法＋方法＋工具程序设计的步骤分析问题，建立数学模型确定数据结构确定算法，描述算法编制程序，调试程序运行结果AB程序的三种基本结构1.顺序结构 程序按照语句的书写次序顺序执行。 先执行A操作，再执行B操作，两者是顺序执行关系。 不成立 P 成立P不成立 成立语句AB 2.选择结构 通过判断特定条件，选择一个分支执行。当P条件成立时，执行语句操作，否则跳过语句操作当P条件成立时，执行A操作，否则执行B操作不成立 P成立 A 3. 循环结构 在给定条件下，反复执行循环体，直到条件不满足为止.(1)形式a（当型循环结构）当P条件成立时，反复执行A,直到P为零为止。A成立P不成立 (2)形式b （直到型循环结构）先执行A操作，再判断P是否成立，若P成立，再执行A，直到P不成立为止。算法概述1. 算法的概念算法：完成一项任务的具体步骤计算机语言的别名：算法语言 “一个算法，就是一个有穷规则的集合，其中之规则规定了一个解决某一特定类型的问题的运算序列。” 任何解决问题的过程都是由一定的步骤组成的，把解决问题确定的方法和有限的步骤称作为算法。例1：计算函数M(x)的值。函数M(x)为：算法分析：这是一个数值运算问题。其中M代表要计算的函数值，有两个不同的表达式，根据x的取值决定采用哪一个算式。根据计算机具有逻辑判断的基本功能，用计算机解题的算法如下：① 将a、b、c和x的值输入到计算机；② 判断x≤a?如果条件成立，执行第③步，否则执行第④步；③ 按表达式bx+a2计算出结果存放到M中，然后执行第⑤步；④ 按表达式a(c-x)+c2计算出结果存放到M中，然后执行第⑤步；⑤ 输出M的值；⑥ 算法结束。这是用自然语言描述的算法例2：有黑和蓝两个墨水瓶，但却错把黑墨水装在了蓝墨水瓶子里，而蓝墨水错装在了黑墨水瓶子里，要求将其互换。算法分析：这是一个非数值运算问题。因为两个瓶子的墨水不能直接交换，所以，解决这一问题的关键是需要引入第三个墨水瓶。设第三个墨水瓶为白色，其交换步骤如下：①将蓝瓶中的黑墨水装入白瓶中②将黑瓶中的蓝墨水装入蓝瓶中③将白瓶中的黑墨水装入黑瓶中④交换结束2.算法的基本特征 算法是一个有穷规则的集合，这些规则确定了解决某类问题的一个运算序列。 算法的基本特征：有穷性：算法必须在执行有限个操作后终止； 确定性：算法中每一步的含义必须是确切的，不能出现任何二义性；有效性：算法中的每一步操作都应该能有效执行，一个不可执行的操作是无效的；有零个或多个输入：执行算法时，从外界获得必要的信息 ；有一个或多个输出：算法的解就是输出。3.算法的常用表示方法可以用不同的方法表示算法，常用方法有：自然语言传统流程图结构化流程图 （1）自然语言自然语言即是使用汉语、英语或其他语言去描述算法。[例]有50名学生的成绩，要求将他们之中80分以上的成绩打印出来。设用g代表学生成绩，gi 代表第i个学生成绩。算法可表示如下：1）使i=1 ；2）如果gi ?80 ，则打印 gi ，否则不打印；3）使i的值加1 ；4）如果 i? 50, 返回S2， 继续执行； 否则，算法结束。特点：描述算法通俗易懂，容易产生歧义。对复杂问题，语句繁琐、冗长，并且很难清楚地表达算法的逻辑流程，往往需要根据上下文判别其含义，尤其对描述含有选择、循环结构的算法，不太方便和直观，一般不常使用。起止框判断框处理框输入/输出框注释框流向线连接点(2)传统流程图 美国国家标准化协会ANSI(American National Standard Institute)规定了一些常用的流程图符号：开始1 ? i成立不成立gi=80输出gii+1 ? i不成立i50成立结束程序流程图表示传统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。传统流程图的流程可以是：缺点：使用者可以毫不受限制地使流程随意地转向，使流程图变得毫无规律，难以阅读、修改，使算法的可靠性和可维护性难以保证。解决办法：必须限制箭头的滥用，即不允许无规律地使流程随意转向，只能顺序的进行下去。 （3）N–S流程图N—S流程图 由美国学者I.Nassi和B.Shneiderman提出表示算法的图形工具。基本单元是矩形框,用不同的形状线分割,表示三种结构。只有一个入口,一个出口,没有流程线。N--S图的优点 比文字描述直观、形象、 易于理解；比传统流程图紧凑易画。尤其是它废除了流程线，整个算法结构是由各个基本结构按顺序组成的，N--S流程图中的上下顺序就是执行时的顺序。