C语言程序基本控制结构及其应用

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1、第3章C语言程序基本控制结构及其应用3.1算法及结构化程序设计3.1.1算法及其特征算法，程序的灵魂。一个完整的算法应具有如下特征：●有穷性●确定性●可执行性●0个或多个输入；1个或多个输出什么是程序？一个程序应包括两个方面的内容:对数据的描述：数据结构(datastructure)对操作的描述：算法(algorithm)著名计算机科学家沃思提出一个公式:程序=数据结构+算法完整的程序设计是:数据结构＋算法＋程序设计方法＋语言工具什么是算法？为解决一个问题而采取的方法和步骤，称为算法。1、计算机算法对于计算机算法应该有一个正确的定位。既不能认为计算机是万能的，如“替我理发

2、”计算机目前是无法做到的，也不能认为计算机只能进行数值运算。2、算法的特性有穷性：有限的操作步骤，不能是无限的。确定性：每一步所执行的操作是唯一确定的，不能有歧义。有零个或多个输入：可以没有输入。有一个或多个输出：算法目的是为了求解，解就是输出。至少有一个输出。没有输出的算法是没有意义的。有效性：可操作，可执行。每一步操作都能有效执行，并得到确定结果。如：除数为0，则不能有效的执行。算法的描述：1、自然语言2、传统流程图3、N-S结构图4、伪代码5、计算机语言计算机语言：严格遵循计算机语言的语法规则所表示的算法。从而完成实际工作到计算机语言的转化。1、用自然语言表示算法自然语

3、言就是人们日常使用的语言，可以是汉语或英语或其它语言。用自然语言表示通俗易懂，但文字冗长，容易出现“歧义性”。自然语言表示的含义往往不大严格，要根据上下文才能判断其正确含义，描述包含分支和循环的算法时也不很方便。因此，除了那些很简单的问题外，一般不用自然语言描述算法。2、用流程图表示算法美国国家标准化协会ANSI(AmericanNationalStandardInstitute)规定了一些常用的流程图符号：起止框判断框处理框输入/输出框注释框流向线连接点3.1.2算法的类型与结构计算机可处理的算法，一般归纳为“数值算法”和“非数值算法”两类。“数值算法”常用于科学计算，而“

4、非数值算法”则广泛用于各类数据的数据处理，它常常要涉及大数据量和复杂的数据结构。三种基本结构：Bohra和Jacopini提出了以下三种基本结构：顺序结构、选择结构、循环结构用这三种基本结构作为表示一个良好算法的基本单元。三种基本结构的图示：顺序结构选择结构循环结构的图示：当型循环结构直到型循环三种基本结构的共同特点：(1)只有一个入口；(2)只有一个出口；（请注意：一个菱形判断框有两个出口，而一个选择结构只有一个出口。不要将菱形框的出口和选择结构的出口混淆。）(3)结构内的每一部分都有机会被执行到；(4)结构内不存在“死循环”(无终止的循环)。不正确的流程表示：图中没有

5、一条从入口到出口的路径通过A框。流程内的死循环扩展：只要具有上述四个特点的都可以作为基本结构。可以自己定义基本结构，并由这些基本结构组成结构化程序。此图符合基本结构的特点这是一个多分支选择结构，根据表达式的值决定执行路线。虚线框内的结构是一个入口一个出口，并且有上述全部的四个特点。由此构成的算法结构也是结构化的算法。可以认为这是由三种基本结构所派生出来的。小结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。由三种基本结构顺序组成的算法结构，可以解决任何复杂的问题。由基本结构所构成的算法属于“结构

6、化”的算法，它不存在无规律的转向，只在本基本结构内才允许存在分支和向前或向后的跳转。用N--S流程图表示算法1973年美国学者I.Nassi和B.Shneiderman提出了一种新的流程图形式。在这种流程图中，完全去掉了带箭头的流程线。全部算法写在一个矩形框内，在该框内还可以包含其它的从属于它的框，或者说，由一些基本的框组成一个大的框。这种流程图又称N--S结构化流程图。N--S流程图用以下的流程图符号：(1)顺序结构(2)选择结构(3)循环结构N--S图表示算法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

7、序组成的，N--S流程图中的上下顺序就是执行时的顺序。用N--S图表示的算法都是结构化的算法，因为它不可能出现流程无规律的跳转，而只能自上而下地顺序执行。题目一将变量a和b中的数交换。（a和b的初值为：a=3b=4)题目二计算z的值。z=

8、a-b

9、（输入a、b的值）题目三求1到5的累加和。算法举例这三个例题分别是顺序、选择和循环结构的举例。明确一点：计算机只能完成我们告诉它的工作，其他的不会主动去执行。很傻，它没有智能。题目一S1:a=3S2:b=4S3:t=aS4:a=bS5:b=tS6:输出a和b