C语言程序设计案例教程 教学课件 作者 杨旭 第4章.ppt

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1、第4章程序控制结构本章要点4.1算法与程序控制结构4.2选择结构4.3循环结构4.4中断、接续、转向及返回语句4.5综合实例习题44.1.1算法和控制结构的概念算法是程序设计中的重要内容，是解决问题的方法、步骤；程序中的控制结构则是实现算法的功能模块。1．算法我们可以通过编写程序来指挥计算机完成各种任务，对于一个具体的任务，应该如何编写出合适的程序来解决问题，这就需要为程序设计算法。算法就是解决某一具体问题的方法和步骤。从广义上来说，算法早就融于人们的生活中，例如，上学走哪条路、坐哪趟车，如果堵车怎

2、么办等，其中就包含有“算法”。在计算机中，算法是指为解决具体的问题而采取的确定的方法和步骤，设计好了算法，就可以将它用具体的语言进行描述，最终转化为解决问题的程序。算法具有以下5个特点。（1）有穷性任何算法都应该在有限的步骤内完成，完成这些步骤也应该在一个合理的时间内。4.1算法与程序控制结构2．算法的图形描述算法就是解决某一具体问题的方法和步骤，在程序设计中，构成算法的基本结构有3种：顺序、选择和循环。顺序结构使得语句按先后顺序依次执行；选择结构使程序能进行逻辑判断，在满足条件时转去执行相应的语句

3、；循环语句则使单调的重复运算变得简单明了。为了让算法清晰易懂，需要选择一种好的描述方法。算法有许多描述方法，例如前面所用的方法是自然语言法，即使用人们日常使用的语言描述解决问题的步骤与方法。这种描述方法通俗易懂，但比较繁琐，且对条件转向等描述欠直观。针对自然语言描述法的缺点，又产生了流程图、N-S图和PAD图等描述方法。流程图是一种用图形来表示算法的描述方法。它通过指定的几何框图和流程线来描述各步骤的操作和执行的过程。这种方法直观形象、逻辑清楚，容易理解，但它占用篇幅大，流程随意转向，较大的流程图不

4、易读懂。对于初学者和编写较小的程序时，可采用流程图的方法。流程图规定的几何图形如表4.1所示。4.1算法与程序控制结构用流程图描述程序的3种基本结构如图4.1所示。4.1算法与程序控制结构图4.1程序控制结构的流程图顺序结构是最基本的程序结构，在顺序结构中，语句按先后顺序依次执行。如前面对5！的描述，就是一种采用顺序结构的描述方法。选择结构让程序能进行逻辑判断，在满足条件时转去执行相应的语句，使程序可以通过一个条件在多个可能的运算或处理步骤中选择一个来执行。正是有了选择结构，才使计算机可以像人一样进

5、行“思考”，因此人们称其为“电脑”。总之，计算机有了逻辑判断能力，就能对条件的真假做出不同的反应。当程序中有重复的工作要做时，就需要用到循环结构。循环结构的应用使得大量重复性的工作变得更容易，提高了编程效率。循环语句则让单调的重复运算变得简单明了。按照循环语句中是先对条件进行判断再循环，还是先进行循环再判断又可分为当型循环和直到型循环。直到型循环是指：先执行循环内的语句，再对循环条件进行判断，直到条件不成立时退出循环为止。当型循环是指：先对循环条件进行判断，条件成立时执行循环内的语句，直到条件不成立

6、时退出循环为止。4.1算法与程序控制结构N-S图是1973年美国科学家Nassi和ShneidermanB首次提出的一种描述算法的图形方法。N-S图形方法完全去掉了流程线，全部算法写在一个矩形框内，总框内包含其他的功能框，所以又称为盒图。N-S图是一种真正的结构化描述方法，由于没有了流程线，这样就不会产生由于流程线太乱而导致的错误。用N-S图描述程序的3种基本结构如图4.2所示。4.1算法与程序控制结构图4.1程序控制结构的流程图VB虽然采用面向对象的编程方法，但是在具体的过程内部，仍然要用到结构化

7、程序的方法来对其流程进行控制，才能够发挥更强的功能。这就需要有对程序流程进行控制的语句。图4.3所示就是对前面的M！算法的图形描述，左图为流程图描述，右图为N-S图描述。从中可以看出，N-S图比流程图显得更为简单明了，由于省去了流程线，程序都由上到下顺序执行，不会产生因流程线过多而导致的错误。通过观察可以发现，上述算法并不能算是最简洁的算法，还可以对其进行改进，如图4.4所示。相对前一种算法，后一种算法先计算阶乘，再对n进行递增，节省了运算的步骤。4.1.2顺序结构顺序结构是一种线性结构，在顺序结构

8、中，程序语句按其在程序中出现的顺序依次执行，直至执行完所有语句行的语句或执行至结束（或转向）语句为止。顺序结构的图形描述参考图4.1和图4.2的相关部分。4.1算法与程序控制结构4.1算法与程序控制结构图4.3M！算法的流程图与N-S图4.1算法与程序控制结构图4.4改进后的M！算法从上一节的学习中我们知道，顺序结构就像是一条流水线，将程序语句逐一执行。但有时我们需要程序对环境进行判断，当满足一定条件时，去执行相应的命令，这就要用到条件结构。选择结构的特点是：根据所给