第讲程序设计基础课件.ppt
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1、第九章第九章 程序设计基础程序设计基础计算机基础知识19.1 9.1 算法与程序设计概述算法与程序设计概述 2022-11-149.1.1 9.1.1 程序的概念程序的概念 9.1.2 9.1.2 算法的概念及特征算法的概念及特征 1)1)算法的特征算法的特征 2)2)算法的评价算法的评价 9.1.3 9.1.3 算法的表示方法算法的表示方法1)1)用自然语言表示用自然语言表示2)2)用传统流程图表示用传统流程图表示3)N-S3)N-S流程图流程图4)4)用伪代码表示用伪代码表示9.1.4 9.1.4 简单的程序设计实例简单的程序设计实例 (下一讲下一讲)9.1 算法与程序设计算法与程序设计计
2、算机基础知识22022-11-141 1、程序、程序 (先看生活中的程序先看生活中的程序)现实生活中,程序的现实生活中,程序的直观特征是按事先安排的步直观特征是按事先安排的步骤,一步步完成一系列动作骤,一步步完成一系列动作,这种对活动过程的步,这种对活动过程的步骤描述就是一个骤描述就是一个“程序程序”。在计算机领域,在计算机领域,程序是指为让计算机完成特定的程序是指为让计算机完成特定的任务而设计的指令序列任务而设计的指令序列。它是程序设计人员编写的、。它是程序设计人员编写的、计算机能够理解并执行的一些命令的集合,是解决计算机能够理解并执行的一些命令的集合,是解决问题的具体步骤在计算机中的实现。
3、问题的具体步骤在计算机中的实现。9.1.1 程序的概念程序的概念计算机基础知识32022-11-14计算机中的问题事例:计算机中的问题事例:例例1 1:求解一元二次方程求解一元二次方程4.3464.34651.24X+8=051.24X+8=0例例2 2:求解一元二次方程求解一元二次方程 a a bXbXc=0c=0例例3 3:设设a0a0,b0b0,c0c0,若以正数,若以正数a,b,ca,b,c为三角的为三角的三条边,求三角形三条边,求三角形abcabc的面积?可的面积?可利用海伦公式利用海伦公式:例例4 4:求求1010以上以上200200以下的整数中,能被以下的整数中,能被3 3整除但
4、不整除但不能被能被5 5整除的所有数据之和整除的所有数据之和?9.1.1 程序的概念程序的概念计算机基础知识42022-11-142x2x2)()()(cbalclblallarea其中计算机中的程序与日常生活中的程序的概念是类计算机中的程序与日常生活中的程序的概念是类似的,只不过似的,只不过执行日常生活程序的主体是人执行日常生活程序的主体是人,而,而执执行计算机程序的主体是计算机行计算机程序的主体是计算机。计算机程序就是要。计算机程序就是要由计算机进行解释和执行的程序。它表示的是计算由计算机进行解释和执行的程序。它表示的是计算机处理事务的时间顺序和处理问题的步骤。机处理事务的时间顺序和处理问
5、题的步骤。程序程序只能只能由由计算机可以解释和执行的计算机可以解释和执行的基本操作组基本操作组成成,组成计算机程序的基本单位一般称为,组成计算机程序的基本单位一般称为指令指令,因,因此简单的说,程序就是事先编制好的具有特定功能此简单的说,程序就是事先编制好的具有特定功能的指令序列。的指令序列。9.1.1 程序的概念程序的概念计算机基础知识52022-11-142 2、程序设计程序设计既然既然程序是程序是按一定次序编排的按一定次序编排的指令序列指令序列,那么编,那么编写指令序列的过程就是程序设计。写指令序列的过程就是程序设计。用什么来编写指用什么来编写指令序列?令序列?由于指令序列是给计算机执行
6、的,因此由于指令序列是给计算机执行的,因此这这些指令应该是以计算机能够理解的语言表示些指令应该是以计算机能够理解的语言表示的,这的,这种语言就是程序设计语言。现在能够充当人和计算种语言就是程序设计语言。现在能够充当人和计算机之间的交流工具的,就是计算机语言,包括各种机之间的交流工具的,就是计算机语言,包括各种命令语言和程序设计语言,主要是程序设计语言。命令语言和程序设计语言,主要是程序设计语言。9.1.1 程序的概念程序的概念计算机基础知识62022-11-14*例例1 1的的 FoxPro FoxPro 程序程序A=4.346A=4.346B=-51.24B=-51.24C=8C=8X1=(
7、-B+SQRT(BX1=(-B+SQRT(B*B-4B-4*A A*C)/(2C)/(2*A)A)X2=(-B-SQRT(BX2=(-B-SQRT(B*B-4B-4*A A*C)/(2C)/(2*A)A)?X1=,X1?X1=,X1?X2=,X2?X2=,X29.1.1 程序的概念程序的概念计算机基础知识72022-11-14*例例2 2的的 FoxPro FoxPro 程序程序INPUT INPUT 输入数据到输入数据到A TO AA TO AINPUT INPUT 输入数据到输入数据到B TO BB TO BINPUT INPUT 输入数据到输入数据到C TO CC TO CIF BIF
8、B*B-4B-4*A A*C=0C=0 X1=(-B+SQRT(B X1=(-B+SQRT(B*B-4B-4*A A*C)/(2C)/(2*A)A)X2=(-B-SQRT(B X2=(-B-SQRT(B*B-4B-4*A A*C)/(2C)/(2*A)A)?X1=,X1?X1=,X1?X2=,X2?X2=,X2ELSEELSE?无实数解无实数解!ENDIFENDIF9.1.1 程序的概念程序的概念计算机基础知识82022-11-14*例例3 3的的 C C语言程序语言程序#include#includemain()main()float a,b,c,p,area;float a,b,c,p,a
9、rea;scanf(%f,%f,%f,&a,&b,&c);scanf(%f,%f,%f,&a,&b,&c);if(a+bc)&(a+cb)&(b+ca)if(a+bc)&(a+cb)&(b+ca)p=(a+b+c)/2.0;p=(a+b+c)/2.0;area=sqrt(p area=sqrt(p*(p-a)(p-a)*(p-b)(p-c);(p-b)(p-c);printf(a=%7.2f,b=%7.2f,c=%7.2f,p=%7.2fn,a,b,c,p);printf(a=%7.2f,b=%7.2f,c=%7.2f,p=%7.2fn,a,b,c,p);printf(area=%7.2fn,
10、area);printf(area=%7.2fn,area);else else printf(abc printf(abc不能构成三角形不能构成三角形!);!);9.1.1 程序的概念程序的概念计算机基础知识92022-11-14*例例4 4的的 FoxProFoxPro程序程序sum=0sum=0n=10n=10do while n200do while n200 if mod(n,3)=0 and int(n/5)n/5 if mod(n,3)=0 and int(n/5)n/5 s=s+n s=s+n endif endif stor n+1 to n stor n+1 to nend
11、doenddo 5,10 say 10200 5,10 say 10200内被内被3 3整除但不能被整除但不能被5 5整除的所有数整除的所有数据之和为据之和为:+str(s,5):+str(s,5)9.1.1 程序的概念程序的概念计算机基础知识102022-11-141 1、算法的概念算法的概念所谓所谓算法是指解题方案的准确而完整的描述算法是指解题方案的准确而完整的描述。算算法是程序的灵魂,计算机程序设计的实质是算法的法是程序的灵魂,计算机程序设计的实质是算法的设计。设计。自从计算机广泛用于解决现实问题以来,人自从计算机广泛用于解决现实问题以来,人们积累了大量的算法,这些算法是前人思想的结晶,
12、们积累了大量的算法,这些算法是前人思想的结晶,也是新算法产生的基础。学习和研究这些算法,对也是新算法产生的基础。学习和研究这些算法,对解决实际问题,以及研究新的算法都是极为必要的。解决实际问题,以及研究新的算法都是极为必要的。每个算法实际上是按解题要求从所有的指令系统每个算法实际上是按解题要求从所有的指令系统操作中选择合适的操作所组成的一组指令序列。因操作中选择合适的操作所组成的一组指令序列。因此,此,计算机算法就是计算机能处理的操作所组成的计算机算法就是计算机能处理的操作所组成的指令序列。指令序列。9.1.2 算法的概念及特征算法的概念及特征计算机基础知识112022-11-14一个算法的功
13、能不仅取决于所选用的操作,而且一个算法的功能不仅取决于所选用的操作,而且还与各操作之间的执行顺序有关。算法中各操作间还与各操作之间的执行顺序有关。算法中各操作间的执行顺序称为的执行顺序称为算法的控制结构算法的控制结构2 2、算法的基本要素、算法的基本要素一个算法通常由两种一个算法通常由两种基本要素基本要素组成,组成,一是一是对数据对数据对象的对象的运算和操作运算和操作,二是二是算法的算法的控制结构控制结构。一个算法的运算操作或控制结构无论是简单还是一个算法的运算操作或控制结构无论是简单还是复杂,一般必须满足以下复杂,一般必须满足以下五个重要特性五个重要特性:有穷性、确定性、可行性、输入、输出有
14、穷性、确定性、可行性、输入、输出9.1.2 算法的概念及特征算法的概念及特征计算机基础知识122022-11-141 1)有穷性)有穷性对于任意一组合法输入值,在执行对于任意一组合法输入值,在执行有穷步骤之后一定能结束,即:算法中的每个步骤有穷步骤之后一定能结束,即:算法中的每个步骤都能在有限时间内完成。都能在有限时间内完成。2 2)确定性)确定性对于每种情况下所应执行的操作,对于每种情况下所应执行的操作,在算法中都有确切的规定,使算法的执行者或阅读在算法中都有确切的规定,使算法的执行者或阅读者都能明确其含义及如何执行。并且在任何条件下,者都能明确其含义及如何执行。并且在任何条件下,算法都只有
15、一条执行路径。算法都只有一条执行路径。3 3)可行性)可行性算法中的所有操作都必须足够基本,算法中的所有操作都必须足够基本,都可以通过已经实现的基本操作运算有限次实现之。都可以通过已经实现的基本操作运算有限次实现之。4 4)输入)输入一个算法有零个或多个输入。一个算法有零个或多个输入。5 5)输出)输出一个算法有一个或多个有效信息的输一个算法有一个或多个有效信息的输出。出。9.1.2 算法的概念及特征算法的概念及特征计算机基础知识132022-11-143 3、算法的评价(算法复杂度)算法的评价(算法复杂度)解决同一个问题的算法可以有多种,不同人员的解决同一个问题的算法可以有多种,不同人员的设
16、计不尽相同,其效率也存在差别,一个不好算法设计不尽相同,其效率也存在差别,一个不好算法可能导致程序要运行几天、几个月甚至几年,一个可能导致程序要运行几天、几个月甚至几年,一个好的算法可能只要几分种、几秒钟就可以完成。好的算法可能只要几分种、几秒钟就可以完成。在在设计算法设计算法时,应当时,应当遵循遵循以下以下原则原则:首先首先是保证算法的是保证算法的正确性正确性其次其次要具有良好的要具有良好的可读性可读性第三第三,算法应具有,算法应具有健壮性健壮性第四,算法执行时间的高效性第四,算法执行时间的高效性第五,降低第五,降低对对存储空间的需求存储空间的需求9.1.2 算法的概念及特征算法的概念及特征
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