C语言课件第二章.ppt

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1、第二章程序的灵魂--算法本章要点算法的概念算法的表示结构化程序设计方法主要内容2.1算法的概念2.2简单算法举例2.3算法的特性2.4怎样表示一个算法2.5结构化程序设计方法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:数据结构+算法=程序数据结构＋算法＋程序设计方法＋语言工具完整的程序设计应该是:2.1算法的概念广义地说，为解决一个问题而采取的方法和步骤，就称为“算法”。方法1：1+2，+3，+4

2、，一直加到100加99次方法2：100+(1+99)+(2+98)+…+(49+51)+50=100+49×100+50加51次对同一个问题，可有不同的解题方法和步骤例：求2.1算法的概念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。希望方法简单，运算步骤少。计算机算法可分为两大类别：数值运算算法：求数值解，例如求方程的根、求函数的定积分等。非数值运算：包括的面十分广泛，最常见的是用于事务管理领域，例如图书检索、人事管理、行车调度管理等。2.2简单算法举例例2.1:求5!=1

3、×2×3×4×5步骤1：先求1×2，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太繁琐如果要求1×2×…×1000，则要写999个步骤S1：使p=1。S2：使i=2。S3：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→i。S5：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。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

4、积结果，而直接将每一步骤的乘积放在被乘数变量中。设p为被乘数，i为乘数。用循环算法来求结果,算法可改写：S1：1→pS2：2→iS3：p×i→pS4：i+1→iS5：若i≤1000，返回S3。否则，结束。如果题目改为：求1×2×3×……×1000算法只需作很少的改动：算法简练用这种方法表示的算法具有通用性、灵活性。S3到S5组成一个循环，在实现算法时要反复多次执行S3，S4，S5等步骤，直到某一时刻，执行S5步骤时经过判断，乘数i已超过规定的数值而不返回S3步骤为止。此时算法结束，变量p的值就是所求结果。例

5、2.2有50个学生，要求将他们之中成绩在80分以上者打印出来。设n表示学号，ni代表第i个学生学号；设g表示学生成绩，gi代表第i个学生成绩。算法表示如下: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≤50，返回S2，继续执行。否则算法结束变量i作为下标，用来控制序号(第几个学生，第几个成绩)。当i超过50时，表示已对50个学生的成绩处理完毕，算法结束。2.3算法的特性有穷性：包含有限的操作步骤。确定性：算法中的每一个步骤都应当是确定的。有零个或多个输入：输入

6、是指在执行算法时需要从外界取得必要的信息。有一个或多个输出：算法的目的是为了求解，“解”就是输出。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。一个算法应该具有以下特点：2.4算法的表示可以用不同的方法表示算法，常用的有：自然语言传统流程图结构化流程图伪代码2.4.1用自然语言表示算法自然语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

7、不很方便。因此，除了那些很简单的问题以及开始阶段外，一般不用自然语言描述算法。2.4.2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例2.3将求5!的算法用流程图表示如果需要将最后结果打印出来，可在菱形框的下面加一个输出框。例2.4将例2.2的算法用流程图表示。打印50名学生中成绩在80分以上者的学号和成绩。如果如果包括这个输入数据的部分，流程图为小结：流程图是表示

8、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。2.4.3三种基本结构和改进的流程图1.传统流程图的弊端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。因此，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，阅读者要花很大精力去追踪流程，使人难以理解算法的逻辑。如图：传统流程图的流程可以是：这种如同乱麻一样的算法称