C语言课件第四讲

2013-2-8
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程序的组成

1. 对数据的描述。在程序中要指定数据的类型 和数据的组织形式，即数据结构； 2. 对操作的描述。即算法，为解决一个问题而 采取的方法和步骤。
数据结构+算法=程序
– 只对面向过程的语言(C)成立 面向对象程序 = 对象 + 消息
一次执行结果：
Input 3 numbers a b c: 34.7 45.9 678 The max is: 678.000000
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顺序结构
1.顺序结构程序基本框架： 输入算法所需要的数据； 进行运算和数据处理； 输出运算结果数据。 2.简单的C程序结构框架： 以#开始的编译预处理命令行 main（） { 局部变量声明语句； 执行语句序列； } 在顺序结构程序中，各语句（或命令）是按照位 置的先后次序，顺序执行的，且每个语句都会被执行 到。
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例3.2 用自顶向下、逐步细化的方法设计三数中取大算法的过 程。 这里，仅考虑采用伪代码描述的方法。 (1) 首先，把该问题分析为：
s1: 输入三数a,b,c; s2: 从a,b,c中找出大数赋给max; s3: 输出max。
(2) 在前一阶段的基础上考虑各个“做什么”的实现途径，把算法 细化为：
判断框
流程线 连接点 注释框
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处理框
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三种基本流程结构 顺序结构
A
A
B
B NS图
2013-2-8 C语言大学实用教程课件 制作人布辉 传统流程图 10
三种基本流程结构 分支结构（选择结构）
Y
条 件P
N
如果 成绩<60 那么 条 件P
Y 通知补考
A
s1: 调用scanf()函数； s2: 设计一个函数max3 (a,b,c); s3: 调用printf()函数。
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(3) 写主函数的条件已经成熟。
int main(void) /*三数中取大数*/ ｛ float a,b,c, max; float max3(float x,float y, float z); printf (″Input 3 numbers a b c:″); scanf (″%f%f%f″, &a,&b,&c); max=max3(a,b,c); printf (″The max is: %f＼n″, max); return 0; ｝
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算法的组成要素
–操作：
–
计算机算法要由计算机实现，组成它的 操作集是计算机所能进行的操作。 顺序、选择、循环
–控制结构：
–
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算法的基本性质
有穷性 – 在合理的时间内完成 确定性，无歧义 – 如果x≥0，则输出Yes；如果x≤0，则输出No； 有效性 – 能有效执行 – 负数开平方 没有输入或有多个输入 有一个或多个输出
s2.1: if(x＞y) m=x; else m=y; s2..3: return (m);
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这就很容易用C语言立刻写出函数max3()了：
float max 3 (float x, float y, float z) ｛ float m; if (x＞y) m=x; else m=y; if (m＞z) m=m; else m=z; return (m); ｝
单入口、单出口的程序 – 给结构化程序设计奠定了基础

1971年，IBM公司的Mills提出： – 程序应该只有一个入口和一个出口 – 进一步补充了结构化程序的规则
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结构化程序设计的核心思想
采用顺序、选择和循环三种基本结构作为程序设计 的基本单元 – 只有一个入口； – 只有一个出口； – 无死语句，即不存在永远都执行不到的语句； – 无死循环，即不存在永远都执行不完的循环。 采用“自顶向下、逐步求精”和模块化的方法进行 结构化程序设计

例：设计一个学生信息管理系统
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算法的概念

算法： –为解决一个具体问题而采取的确定的有限
的操作步骤，仅指计算机能执行的算法
例：设有三个杯子A B C， A和B中分别盛放酒和醋， 要求将它们互换。 S1：C ← A S2：A ← B S3：B ← C
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B
否则 A
B
告知你考试成绩
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循环结构
假 假 真
条 件P
当P成立 A
A
当型循环
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三种基本流程结构 循环结构
A
A
假
条 件P
真
直到P为 假
直到型循环
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算法的表示方法
自然语言表示 传统的流程图表示 – 在1966年，Bohra 与 Jacopini 提出 N-S结构化流程图表示 – 1973年，美国学者I.Nassi 和 B.Shneiderman 提出 伪代码表示

起止框 输入框
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顺序结构程序设计
[例1] 输入任意三个整数，求它们的和及平均值。
/*功能：设计一个顺序结构程序，求三个整数的和及平均值。*/ main() {int num1,num2,num3,sum; float aver; printf(“Please input three numbers:”); scanf(“%d,%d,%d”,&num1,&num2,&num3); sum=num1+num2+num3; /*求累计和*/ aver=sum/3.0; /*求平均值*/ printf("num1=%d,num2=%d,num3=%d\n",num1,num2,num3); printf("sum=%d,aver=%7.2f\n",sum,aver); } 思考题：能否将“aver=sum/3.0;”中“3.0”改为“3”？
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输入a，b，c a>=b 真 假 max=a max=b max>=c 真 假 输出max 输出c
图3.7
三数中取大算法的N-S图描述
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（1）与图3.7（a）相对应的三数中取大算法的伪代码描述：
输入a,b,c； if (a>=b) max=a; else max=b if(max>=c) 输出max; else 输出c；
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[例3] 从键盘输入一个小写字母，要求用大小写字母形式输 出该字母及对应的ASCII码值。 #include "stdio.h" main() {char c1,c2; printf("Input a lowercase letter: "); c1=getchar(); putchar(c1); printf(",%d\n",c1); c2=c1-32; /*将大写字母转换成对应的小写字母*/ printf("%c,%d\n",c2,c2); }
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循环结构
假 假 真 假
条 件P
A
条 件P
真
A
当型循环
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直到型循环
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例3.1 描述从三个数中取最大数的算法。
开始 输入a,b,c 真 max=a 真 输出max 结束
a>=b
假 max=b
max>=c
假
输出c
图3.4
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三数中取大算法的流程图描述
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3.1.3 自顶向下，逐步细化的算法设计过程


算法设计是一个的智力过程。采用自顶向下、逐步 细化的算法设计方法。 按照这种方法，解题之初从问题的全局出发，给出 高度概括、抽象的算法，通常是把这些问题的求解 分成可以独立求解的若干子问题；接着对每一个子 问题，再进行分解；……最后对不可再分的子问题 分别设计算法，而且设计的过程也是从概括逐步细 化。一般说来，上层解决的是“做什么”的过程， 逐步细化的过程是解决“怎么做”的过程。 在用伪代码描述算法时，随着逐步细化，最终可以 用程序设计语言代替算法中的伪代码。
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[案例2] 求方程ax2+bx+c=0的实数根。a，b，c由键盘输入，a≠0 且b2-4ac>0。 /*功能：设计一个顺序结构程序，求方程的根。*/ #include "math.h“ /*为使用求平方根函数sqrt()，包含math.h 头文件 */ main() {float a,b,c,disc,x1,x2; printf("Input a, b, c: "); scanf("%f,%f,%f",&a,&b,&c); /*输入方程的三个系数的值*/ disc=b*b-4*a*c; /*求判别式的值赋给disc*/ x1=(-b+sqrt(disc))/(2*a); x2=(-b-sqrt(disc))/(2*a); printf("\nx1=%6.2f\nx2=%6.2f\n",x1,x2); }