C语言第1章2

第二章 算法及算法设计
2.1 算法的概念 2.2 算法的设计与表述 2.3 简单的算法实例 2.4 结构化程序设计方法简介
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2.1 算法的概念
算法： 算法：是对解决某个问题的方法步骤的描述。 程序：计算机操作指令的集合。是用某种计算机能理 程序：计算机操作指令的集合 解并执行的计算机语言描述解决问题的方法和步骤。 任何一个程序应包含的如下两方面的内容： 对数据的描述。 对数据的描述 (1)对数据的描述。 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 数据结构(data structure)。 数据结构 对操作的描述。 对操作的描述 (2)对操作的描述。 对操作的描述。即操作步骤，也就是算法 算法 (algorithm)。 著名计算机科学家沃思(Nikiklaus Wirth)提出公式 数据结构＋算法＝ 数据结构＋算法＝程序
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1、什么叫算法？ 什么叫算法？ 什么叫算法 解决一个问题而采取的方法和步骤，就称为算法。 2、算法的特性 算法的特性 （1）有穷性 一个算法应包含有限的操作步骤而不是无限的。 （2）确定性 算法中的每一个步骤都应当是确定的，而不应当是含糊的， 模棱两可的。 （3）有零个或多个输入 所谓输入即在执行算法时需要从外界取得必要的信息。 （4）有一个或多个输出 算法的目的是为了求解，“解”就是输出。 没有输出的算法是没有意义的。 （5）有效性 算法中的每一个步骤都应当能有效地执行，并得到确定结 果。
这种流程图又称N—S结构化流程图。 结构化流程图 结构化流程图 用顺序、分支、循环3种N—S流程图的基 本框，可以组成复杂的N—S流程图，以表 示算法。
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用流程图表示例1算法 ：
常用流程图
开始 1 i 1 N 是 i+1 N i i
N-S流程图 流程图
读入ni和 读入 和gi Y 打印n 打印 i,gi gi≥80
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课堂练习
1、算法的主要表述形式有哪些？ 、算法的主要表述形式有哪些？ 解答： 解答： （ⅰ）用自然语言表示 （ⅱ）用传统的流程图表示 （ⅲ）N—S流程图 流程图 用伪代码表示等。 （ⅳ）用伪代码表示等。
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Thank you !
作业
章 （不抄题，只写编号） 第4章 不抄题，只写编号）
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C语言程序设计的基本结构 语言程序设计的基本结构
a （1）顺序结构 A B
b
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(2)选择结构，或称选取结构 此结构中必包含一个判断框。根据给定的条件 P是否成立而选择执行A框或B框 a 不成立 p 成立
B
A
b
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(3) 循环结构，它又称为重复结构，即反复执行某一部分 的操作。又两类循环结构： a 它的功能是判断当前给定 的条件p1成立时，执行A F 框操作，执行完A后，再 p1 判断条件p1是否成立，如 果仍然成立，再执行A框， T 如此反复执行A框，直到 某一次p1条件不成立为止， A 此时不执行A框，而从b点 脱离循环结构。 b （a） 当型（while型）循环结构
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。两者不要混淆。
(3)结构的每一部分都有机会被执行到。
对每一个框，都有从入口到出口的路径通过它。
(4)结构内不存在“无限循环 无限循环”（无终结循环）。 无限循环
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3、结构化程序 、
所谓结构化程序，就是使用 顺序、选择、循环等三种基 本结构所构造的程序。
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2.2 算法的设计与表述
1、用自然语言表示算法 、 采用汉语、英语或其它语言来描述解 决问题的方法和步骤。
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例1： ： 有50个学生 ，要求将他们之中成绩在 分以上者 个学生 要求将他们之中成绩在80分以上者 打印出来。 表示学号， 代表第一个学生学号 代表第一个学生学号， 打印出来。用n表示学号，n1代表第一个学生学号， 表示学号 ni代表第 个学生学号。用g代表学生成绩，gi 代表第 代表第i个学生学号 代表学生成绩， 代表第i 代表第 个学生学号。 代表学生成绩 个学生成绩，算法可表示如下： 个学生成绩，算法可表示如下： S1：1⇒i ： ⇒ S2：读入学号 和成绩 和成绩gi ：读入学号ni和成绩 S3: 如果 ≥80 ，则打印 ni 和gi ，否则不打印 如果gi S4： i+1 ⇒i ： S5: 如果 i≤ 50, 返回 ， 继续执行； 否则，算法结 返回S2， 继续执行； 否则， ≤ 束。
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用计算机语言表示例1算法（伪代码的转换） 用计算机语言表示例 算法（伪代码的转换） 算法
Ch4_0 .c
伪代码算法
BEGIN(算法开始 算法开始) 算法开始 i 1 while i<=50 { input ni and gi if gi>=80 output ni and gi i i+1 } END（算法结束） （算法结束）
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(b)直到型（Until型）循环结构 a
A
p2 T b
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F
它的功能是先执行A框， 然后判断给定的p2条 件是否成立，如果p2条件 不成立，则再执行A， 然后再对p2条件作判断， 如果p2条件仍然不成立， 又执行A‥‥‥ ‥‥‥如此反复 ‥‥‥ 执行A，直到给定 的p2条件成立为止，此时 不再执行A，从b点脱 离本循环结构。
20P1成立 成立 A A
直 到 P1 成 立
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N－S流程图是1973年美国学者I.Nassi和 － B.Shneiderman提出的一种新流程图 流程图形式： 流程图
这种流程图完全去掉了带箭头的流程线； 这种流程图完全去掉了带箭头的流程线； 全部算法写在一个矩形框内， 全部算法写在一个矩形框内，该框内还可 包含其他从属于它的框。 包含其他从属于它的框。
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4、用计算机语言表示算法——程序 、用计算机语言表示算法 程序
设计算法的目的是为了实现算法。
首先考虑如何设计 设计一个算法 设计 算法 其次考虑如何实现 实现一个算法 算法。 实现 算法
我们的任务是用计算机实现算法。即用计算 机语言编写程序（经系统编译成目标程序） 使计算机执行以实现算法。 因此，用流程图或伪代码描述的算法， 需转换成计算机语言程序 转换成计算机语言程序。 转换成计算机语言程序
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计算机C语言算法 程序 程序) 计算机 语言算法(程序 ：
void main( ) { int g[50],n[50],i=1; while(i<=50) { scanf(“%d,%d”,&n[i],&g[i]); if(g[i]>=80) printf(“%6d,%3d\n”,n[i],g[i]); i=i+1; } }
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2.4 结构化程序设计方法简介
1、三种基本结构回顾 、
Y A B N-S流程 流程 A B P N
(1) 顺序结构
当P1成立 成立
(2) 选择结构
A A
N-S流程 流程
直到P1成立 直到 成立 N-S流程 流程
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(3)循环结构 循环结构
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2、三种基本结构的共同特点： 、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。
预习
数据类型及其运算
P8 1～10 ～
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实际上，一个程序除了数据结构 算法 数据结构、算法 数据结构 算法主要要素之 外，还应当采用结构化程序设计方法 程序设计方法进行程序设计， 程序设计方法 并且用某一种计算机语言 计算机语言表示。因此，可以这样表 计算机语言 示： 程序＝算法＋数据结构＋程序设计方法＋语言工具 程序＝算法＋数据结构＋程序设计方法＋ 和环境 在这4个方面中，算法是灵魂，数据结构是加工对象， 语言是工具，编程需要采用合适的算法。算法 解 算法是解 算法 做什么”和“怎么做 怎么做”的问题。 决“做什么 做什么 怎么做
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3、用伪代码表示算法 、
伪代码是用介于自然 语言和计算机语言之 间的文字和符号来描 述算法。而不用图形 符号描述，因此书写 容易，格式紧凑，也 比较好懂，便于向计 算机语言算法（即程 序）过渡。
用伪代码表示例 算法 用伪代码表示例1算法
BEGIN(算法开始 算法开始) 算法开始 i 1 while i<=50 { input ni and gi if gi>=80 print ni and gi i i+1} END（算法结束） （算法结束）
由于自然语言描述问题文字冗长，且容易出现“歧义性”， S1~ S5: 表示算法步骤 超连后 因此一般很少使用自然语言来描述算法。
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2、用流程图表示算法 、 1）常用的流程图符号 常用的流程图符号
起止框 判断框 连接点 注释框 输入/输出框 输入 输出框 处理框 流程线
2）N-S流程图符号 流程图符号
输入ni，gi 输入 ， gi≥80 否
输出ni,gi 输出 i+1 i
i>50 Y 结束
直到i>50 直到
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流程图表示算法的优势： 流程图表示算法的优势： ①表示算法直观形象，比较清楚地显示 表示算法直观形象， 出各个框之间的逻辑关系。 出各个框之间的逻辑关系。 简单，易于掌握。 ②简单，易于掌握。 对应编程逻辑性强，不易出错。 ③对应编程逻辑性强，不易出错。
4、结构化程序设计 、
结构化程序设计方法的基本 思想是，把一个复杂问题的 求解过程分阶段进行。每个 阶段的问题都控制在人们容 易理解和处理的范围内。