第3章 结构化程序设计ppt课件.ppt

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1、第3章结构化程序设计主要内容3.1算法3.2程序的控制结构3.3表述算法3.4自顶向下、逐步求精和模块化的结构化程序设计方法3.5综合案例结构化程序设计的概念最早由荷兰计算机专家迪克斯特拉(E.W.dijkstra)在1965年提出。他认为程序的质量与程序中所包含的goto语句的数量成反比，可以从高级语言中取消goto语句。程序以模块化设计为中心，将原来较为复杂的问题化简为一系列简单模块的设计。结构化程序设计观点的提出是软件发展的一个重要的里程碑。结构化程序设计的基本思想是采用“自顶向下，逐步细化”的程序设计方法，使用顺序、选择和循环三种基本控制结构构造程序，每一种均为“

2、单入口单出口”的控制结构。按照结构化程序设计的观点，任何算法功能都可以通过由三种基本程序结构的程序模块的组合来实现。由于模块相互独立，因此在设计其中一个模块时，不会受到其它模块的牵连，使得完成每一个模块的工作变单纯而明确。这种将原来较为复杂的问题转化为一系列简单模块的设计，是典型的“分而治之”的思想，容易编写出结构良好、易于调试的程序来。模块的独立性还为扩充已有的系统、建立新系统带来了不少的方便。结构化程序主要有以下5个标准：（1）程序符合“清晰第一、效率第二”的质量标准。（2）程序由“模块”组成而无随意的跳转。（3）一个入口，一个出口。（4）程序由顺序结构、分支结构和循

3、环结构组成。（5）没有死循环。随着计算机技术快速发展，程序设计技术已从面向过程的结构化程序设计技术向面向对象的程序设计技术过渡。面向对象程序设计是一种相对宏观的思想，对一个规模较大的应用程序，总体框架是由面向对象程序设计构建而成，但在局部实现时仍必须采用结构化程序设计技术。因此，结构化程序设计思想仍然是一个重要的基础。C语言就是一种很好的实现结构化程序设计技术的工具。3.1算法一个程序应包括数据的描述和操作步骤两部分，操作步骤就是算法。算法是程序的灵魂，程序中的操作语句就是算法的体现。3.1.1算法概述广义地说，“算法”就是为解决问题而采取的方法和步骤。在本书中，是指在使

4、用计算机解题前，将解题方法转换成一系列具体的在计算机上可执行的步骤，这些步骤能够清楚地反映解题方法每一步“怎么做”的过程。这种按照执行的动作和动作执行的顺序解决问题的过程就是算法。例3.1预定火车票的算法。（1）旅客输入如姓名、年龄、路程起点、终点、日期等信息。（2）然后他将订票单交到订票处。（3）柜台工作人员查看是否有座位。（4）如果存在满足要求的有效座位，就给旅客一张确认票。否则，发给一张等待单。（5）如果有其他人退票，可凭等待单换取车票。（6）如果最终乘客没有订到车票，他将得到退款。例3.2输入三个数，然后输出其中最大数的算法。首先定义三个变量a、b、c，将三个数依

5、次输入到a、b、c中；再定义max来存储最大数。由于计算机一次只能比较两个数，首先把a与b比较，大的数放入max中；再把max与c比较，又把大的数放入max中。最后输出max，此时max的值就是a，b，c三个数中最大的。3.1.2算法的特征一个正确的算法具有以下5个基本特征：（1）有穷性（有限性）。任何一个算法都应在有限操作步骤内结束，而不能是无限的。有的算法虽然是有限步骤，但如果超过了合理的限度，也不能算有效算法。（2）确定性（唯一性）。算法中的任何一个操作步骤都应是清晰无误的，不能产生歧义和误解。（3）可行性（有效性）。算法中的任何一个步骤在现有的计算机软硬件条件下，

6、都应能有效地执行，并得到确定的结果。（4）有0到多个输入。算法中可以没有数据输入，也可以同时输入多个需要算法处理的数据。（5）有1到多个输出。一个算法执行结束后必须有数据处理结果输出，哪怕是输出错误的数据结果，没有输出的算法是毫无意义的。3.2程序的控制结构任何复杂的程序都由三种基本控制结构组合而成，它们是顺序结构、选择结构和循环结构。3.2.1顺序结构这是最简单的一种基本结构，指按照语句编写的顺序，依次执行每一步操作，如图3.1为顺序结构示意图。操作1操作2…操作n3.2.2选择结构对给定的条件进行判断，根据逻辑结果而去执行不同的操作步骤。选择结构又可分为单分支选择结构

7、、双分支选择结构和多分支选择结构，如图3.2、图3.3、图3.4所示。图3.2单分支选择结构示意图　　图3.3双分支选择结构示意图是否条件操作是否条件操作1操作2（a）　　　(b)图3.4多分支选择结构示意图是否条件1操作1是否条件2操作2是否条件n操作n…操作n+1根据表达式的值进行选择AB…MNP=P1P=P2P=PmP=Pn3.2.3循环结构循环结构是指根据特定的条件，重复执行某些操作的结构，重复执行的部分称为循环体。在循环结构中，循环次数可以确定的结构叫计数型循环（如图3.5所示）。循环次数无法确定的结构，分为先判断后