第4章程序的控制结构要点.ppt

第4章 程序的控制结构 内容提要 算法的描述方法 基本控制结构 基本控制语句 常用算法，如累加、累乘、统计、递推、迭代、穷举等 结构化程序设计的基本思想 C程序结构 什么是结构化程序设计？ Structured Programming，简称SP 1965年，最早由E.W.Dijkstra在一次国际会议上提出 1966年，C.Bohm和G.Jacopini首先证明了： 只用顺序、选择、循环三种基本的控制结构就能实现任何单入口、单出口的程序 给结构化程序设计奠定了基础 1971年，IBM公司的Mills提出： 程序应该只有一个入口和一个出口 进一步补充了结构化程序的规则 什么是结构化程序设计？ 目前，还没有一个严格的定义 1974年，D.Gries教授将已有的对结构化程序设计的不同解释归纳为13种。 一个比较流行的定义是： 结构化程序设计是一种进行程序设计的原则和方法，它避免使用goto语句，采用“自顶向下、逐步求精”方法进行程序设计，按照这种原则和方法设计出的程序的特点为： 结构清晰 容易阅读 容易修改 容易验证 糟糕的goto START_LOOP: if (fStatusOk) { if (fDataAvaiable) { i = 10; goto MID_LOOP; } else { goto END_LOOP; } } else { for (i = 0; i 100; i++) { MID_LOOP: // lots of code here } goto START_LOOP; } END_LOOP: 什么是结构化程序设计？ 不能简单的认为 避免使用goto语句的程序设计方法就是结构化程序设计方法 用goto跳向共同的出口位置` void Init(void) { char *p1 = NULL; char *p2 = NULL; char *p3 = NULL; p1 = (char*)malloc(256); if (p1 == NULL) goto Exit; p2 = (char*)malloc(256); if (p2 == NULL) goto Exit; p3 = (char*)malloc(256); if (p3 == NULL) goto Exit; /*正常处理的代码*/ Exit: if (p1 != NULL) free(p1); if (p2 != NULL) free(p2); if (p3 != NULL) free(p3); return; } 结构化程序设计关注的焦点 结构化程序设计关注的焦点 程序结构的好坏 有无goto，并不是程序结构好坏的标志 限制和避免使用goto，只是得到结构化程序的一个手段，而不是我们的目的 结构化程序设计的核心思想 采用顺序、选择和循环三种基本结构作为程序设计的基本单元 只有一个入口； 只有一个出口； 无死语句，即不存在永远都执行不到的语句； 无死循环，即不存在永远都执行不完的循环。 采用“自顶向下、逐步求精”和模块化的方法进行结构化程序设计 什么是结构化程序设计？ 结构化程序设计语言 按照结构化程序设计的要求设计出的语言 结构化程序 利用结构化程序设计语言或按照结构化程序设计思想编制出的程序 如何设计结构化的程序？ Top-down, Stepwise refinement 自顶向下、逐步求精 1971年，wirth提出的结构化程序设计方法 先全局后局部 先整体后细节 先抽象后具体 自顶向下、逐步求精的结构化程序设计方法 算法的概念 数据结构 + 算法 = 程序 只对面向过程的语言(C)成立 面向对象程序 = 对象 + 消息 算法： 为解决一个具体问题而采取的确定的有限的操作步骤，仅指计算机能执行的算法 算法的特性 有穷性 在合理的时间内完成 确定性，无歧义 如果x≥0，则输出Yes；如果x≤0，则输出No； 有效性 能有效执行 负数开平方 没有输入或有多个输入 有一个或多个输出 算法的分类 数值运算算法： 解决求数值解问题 非数值运算算法： 需要用分析推理、逻辑推理才能解决的问题 例如人工智能中的许多问题，查找、分类等 算法的表示方法 自然语言表示 传统的流程图表示 在1966年，Bohra 与 Jacopini 提出 N-S结构化流程图表示 1973年，美国学者I.Nassi 和 B.