程序设计思想与方法方案课件
《谭浩强C程序设计》课件
掌握动态绑定的原理和用法，以及如何使用基类指针和引用访问派生类对象。
C++ STL库
1
容器
学习STL库提供的各种容器类，如vector、set和map。
2
算法
了解STL库提供的常用算法，如排序、查找和遍历。
3
迭代器
掌握STL库的迭代器概念和用法，以及如何使用迭代器遍历容器。
2 动态内存分配
了解动态内存分配的概念和使用方法，以及如何避免内存泄漏。
3 指针和数组
掌握指针和数组之间的关系，以及如何使用指针处理数组。
结构体和联合体
1
结构体
学习结构体的定义和使用，以及如何操
联合体
2
作结构体成员。
了解联合体的特点和用途，以及如何使
用联合体处理不同类型的数据。
3
嵌套结构体
掌握嵌套结构体的概念和使用方法，以 及如何访问嵌套结构体的成员。
文件操作
1 文件的打开与关闭
学习如何打开和关闭文件，并了解文件指针和文件的打开模式。
2 文件的读写
掌握文件的读取和写入操作，以及如何判断文件的结束。
3 文件的定位和删除
了解如何定位文件的读写位置，以及如何删除文件。
预处理器和宏定义
预处理器
学习预处理器的基本概念和使用方法，以及如何使 用宏定义。
宏定义
《谭浩强C程序设计》 PPT课件
学习C程序设计的基础知识，掌握C语言的基本语法和常用的控制语句，以及 函数、指针等高级概念和技巧。
程序设计基础
1 编程范式
掌握程序设计的基本思想 和方法。
2 算法与流程图
学习如何设计算法，并用 流程图表示程序的执行顺 序。
结构化程序设计的思想与方法
任何复杂的算法，都可以由顺序结构、选择(分支)结构和循环结构三种基本结构组成。
在构造算法时，也仅以这三种结构作为基本单元，同时规定基本结构之间可以并列和互相包含，不允许交叉和从一个结构直接转到另一个结构的内部去。
结构清晰，易于正确性验证和纠正程序中的错误，这种方法就是结构化方法，遵循这种方法的程序设计，就是结构化程序设计。
遵循这种结构的程序只有一个输入口和一个输出口。
结构化程序的概念首先是从以往编程过程中无限制地使用转移语句而提出的。
转移语句可以使程序的控制流程强制性的转向程序的任一处，在传统流程图中，用"很随意"的流程线来描述转移功能。
如果一个程序中多处出现这种转移情况，将会导致程序流程无序可寻，程序结构杂乱无章，这样的程序是令人难以理解和接受的，并且容易出错。
尤其是在实际软件产品的开发中，更多的追求软件的可读性和可修改性，象这种结构和风格的程序是不允许出现的。
为此提出了程序的三种基本结构。
在讨论算法时我们列举了程序的顺序、选择和循环三种控制流程，这就是结构化程序设计方法强调使用的三种基本结构。
算法的实现过程是由一系列操作组成的，这些操作之间的执行次序就是程序的控制结构。
1996年，计算机科学家Bohm和Jacopini证明了这样的事实：任何简单或复杂的算法都可以由顺序结构、选择结构和循环结构这三种基本结构组合而成。
所以，这三种结构就被称为程序设计的三种基本结构。
也是结构化程序设计必须采用的结构。
结构化程序中的任意基本结构都具有唯一入口和唯一出口，并且程序不会出现死循环。
在程序的静态形式与动态执行流程之间具有良好的对应关系。
2．结构化程序设计早期的计算机存储器容量非常小，人们设计程序时首先考虑的问题是如何减少存储器开销，硬件的限制不容许人们考虑如何组织数据与逻辑，程序本身短小，逻辑简单，也无需人们考虑程序设计方法问题。
与其说程序设计是一项工作，倒不如说它是程序员的个人技艺。
4.1.2结构化程序设计思想和方法
“自顶向下，逐步细化”的优点
结构良好，各模块间的关系清晰简单， 每一模块都由基本单元组成。
清晰易读，可理解性好，容易设计，容 易验证其正确性，也容易维护。
能有效地组织人们的智力，有利于软件 的工程化开发。
实践
请同学们利用这种思想方法为书店 设计一个“销售管理系统”，并思 考这个系统能实现哪些功能？
教学目标
理解结构化程序设计的思想 掌握结构化程序设计的方法
结构化程序设计思想
所谓结构化程序设计思想，就是 要使所设计的程序给人一种一目 了然的感觉。条理清晰，模块化， 自粗到精，逐步细化。
结构化程序设计思想的三个方面
以模块化设计为中心 三种基本结构 实施方法
模块化
(1)把一个较大的程序划分为若干子程序，每一 个子程序总是独立成为一个模块；
条件P 不成立N 成立Y
语句A
先判断条件是否满足（成立）， 满足就执行循环体，每执行完一次 就判断一次，直到条件不满足停止。
三种基本结构的共同特征
语句A 语句B 语句C
成立Y
不成立N 条件P
语句A
语句B
条件P 不成立N 成立Y
语句A
（1）单入口和单出口，即只有一个入口和一个出口。 （2）没有无用的部分，即结构中所有部分都有被执行的机会。 （3）不存在“死循环”（无终止的循环），即执行时间是有限的。
如图所示：执
行顺序结构的程序
语句A
时，按语句在程序 语句B
中的顺序逐条执行，
没有分支，没有转
语句C
移。
选择结构
又称分支结
构，根据给定条
成立Y
不成立N
件是否满足而去
条件P
执行不同的语句，
如图所示，给定 条件P，如果满足
Python程序设计导论PPT课件
1.3 Python语言版本和开发环境
• 2个主要版本：Python 2和Python 3 • Python 3在设计时，没有考虑向下兼容
• Python语言的实现：Python解释器 • 常用的Python实现：
• Cpython、Jython、IronPython、PyPy • Python语言的集成开发环境
1.2 Python语言概述
• 英音/ˈpaɪθən/，美音/ˈpaɪθɑːn/ • 是一种解释型、面向对象的编程语言 • 是一个开源语言，拥有大量的库，可以高效地开发各种应用程序 • Python语言的特点
• 简单、高级、面向对象、可扩展性、免费开源、可移植性、丰富的库、可嵌 入性
• Python语言的应用范围 • 操作系统管理、科学计算、Web应用、图形用户界面（GUI）开发、其他 （游戏开发等）
• 【例1.2】安装Python应用程序 • （1）双击下载的Windows格式安装文件python-3.10.1-amd64.exe • （2）在定制Python对话框窗口中，注意需要选中“Add python 3.10 to PATH”复选框 • （3）单击Install Now超链接，安装Python程序
按范式对编程语言分类
• 面向过程的编程语言 • FORTRAN、COBOL、Basic、Ada、Pascal、C
• 面向对象的编程语言 • Java、C#、C++、Smalltalk、Visual Basic
• 函数式编程语言 • Lisp、Scheme、Haskell、F#
• 逻辑式编程语言：Prolog • Python程序设计语言属于多范式编程语言
• 使用文本编辑器编写一个程序后，将文件保存到磁盘上，包含程序代码 的文件称之为源文件（source file）
C语言程序设计课件
成绩考核
• 成绩考核方法：
期末成绩=平时成绩20%+期末考试80%；
注：平时成绩包括：上课情况、作业情况、上机作业完 成情况等。
学习C的忠告
上机实践(编程)！！！ （Try!!!）
C语言程序设计教程
• • • • • • • • • • • 第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章 第10章 第11章 引言 程序的简单算法制定 基本程序语句 选择结构 循环结构 函数与编译预处理 数组 指针 构造数据类型 文件 位运算
总结：简单C语言程序设计步骤
1. 分析问题，设计解决方案 2. 了解和编写C语言程序代码
理论课的主 要内容
3. 上机调试（编辑、编译、链接、执行）
•实验课的主要内容 •上述每个步骤都可能出现很多错误， 具体有三种错误：语法错误、逻辑错误、 运行错误。总之，出现错误就要进行调 试。
作 业
• 1、在屏幕上输出如下图形： • ＊＊＊＊ • ＊ ＊ • ＊ ＊25 • ＊＊＊＊ • 要求：写出程序，并上机调试，尽量保证 程序能够得到正确结果。复习本讲内容（ 第一章），预习教材第二章。
链 接
• 链接是将与当前程序有关的、已经有的几个目标模块链接 在一起，形成一个完整的程序代码文件。这些已经有的目 标模块有： • · 库函数：如前面使用的printf； • · 对于大的程序，常常分成几个模块，分别编写、编辑和 编译，形成不同的目标模块。 • 经正确链接所生成的文件才是可执行文件。可执行文件的 文件名后缀为.exe（有的系统为.out）。完成链接过程的 软件称为链接器（linker）。 • 程序在连接过程中，也可能发现错误。这时也要重新进入 编辑器进行编辑。
一、算法(algorithm)
计算机导论教学第11章算法与程序设计课件
近似算法
用于解决NP难问题，能够在多项式时 间内得到一个近似最优解。
2024/1/28
7
算法的评价指标
可读性
好的算法应该具有较好的可读性 ，以便于人们理解和交流。
空间复杂度
评估执行程序所需的存储空间。 可以估算出程序对内存资源的占 用情况。
05
04
算法的分类
根据问题的性质和求解方法的不 同，算法可分为数值算法和非数 值算法、确定性算法和随机性算 法等。
算法的评价
评价算法的好坏通常从时间复杂 度和空间复杂度两个方面进行衡 量，优秀的算法应具有较低的时 间复杂度和空间复杂度。
2024/1/28
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计算机导论中的程序设计方法
2024/1/28
结构化程序设计方法
简洁明了
程序应简洁明了，易于理解，避免不必要的复 杂性和冗余。
一致性
程序中的命名、格式和风格应保持一致性，提 高程序的可读性和可维护性。
注释规范
程序中应包含必要的注释，说明程序的功能、 算法和实现细节。
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03
数据结构与算法
2024/1/28
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线性数据结构
2024/1/28
数组（Array）
连续的内存空间，通过下标访问元素，插入和删除操作可能涉及大量 元素的移动。
图（Graph）
由节点和边组成的数据结构，可以表 示任意两个节点之间的关系，常用于 表示网络、地图等复杂结构。
2024/1/28
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排序与查找算法
2024/1/28
排序算法
将一组数据按照某种规则进行排序的算法，如冒泡排序、选择排序 、插入排序、归并排序、快速排序等。
计算机程序设计语言ppt课件
从机器语言、汇编语言到高级语 言，计算机程序设计语言经历了 从低级到高级、从具体到抽象的 发展过程。
编程语言分类及特点
分类
根据编程范式的不同，编程语言可分为命令式语言、函数式语言、逻辑式语言 等；根据运行方式的不同，可分为编译型语言和解释型语言。
特点
各类编程语言具有不同的特点，如命令式语言强调状态和变量的变化，函数式 语言强调函数的作用和计算过程的不变性，逻辑式语言则强调逻辑推理和证明 。
。
未来编程语言发展趋势预测
多模态编程语言的兴起
支持文本、语音、图像等多种输入方式的编程语言，提高编程的 便捷性和普适性。
自适应编程语言的发展
能够根据不同应用场景和需求自动调整和优化代码结构和性能的编 程语言。
跨平台、跨语言编程的普及
实现不同平台和语言之间的无缝对接和互操作性，提高开发效率和 代码复用率。
03
04
函数库与模块 化设计思想
05
高级编程技巧与方法探讨
面向对象编程思想及实践
类的设计与实现：属性、方 法、构造函数和析构函数
面向对象编程（OOP）的基 本概念：类、对象、封装、
继承和多态
01
02
03
访问控制修饰符：public、 private、protected和默认
访问级别
继承与多态的实现方式：方 法重写、方法重载和接口实
量子计算对编程语言影响展望
量子编程语言的兴起
01
Q#、Quipper等量子编程语言为量子计算提供了高效的开发环
境。
量子算法与经典算法的融合
02
通过将量子算法与经典算法相结合，实现更高效的计算任务。
量子计算对并行计算和分布式计算的影响
4.1.2结构化程序设计的思想方法
主题四程序设计思想和方法点击考点1、了解模块化程序设计的基本思想和方法2、了解面向对象程序设计的思想和方法3、了解面向对象程序设计的基本特征考点注解1、了解模块化程序设计的基本思想和方法1）模块化程序设计的基本思想：在程序设计过程中，为了有效地完成任务，把所要完成的任务精心分割成若干相对独立，但相互仍可有联系的任务模块，这样的任务模块还可以继续细分成更小的模块。
直至那些小模块变得任务相对单纯，对外的数据交换相对简单，容易编写，容易检测，容易阅读和维护。
在VB语言中，使用函数和过程来实现被细分了的各个模块的代码2）模块化程序设计方法：在设计程序求解问题时，首先要对问题从整体的角度进行分析，将其分解成几个有机的组成部分，如果某些部分还比较复杂可再分解，经过逐步分解和细化后，将一个大而复杂的问题，从总体到局部，逐步分解为若干个小的可解的基本问题，再通过求解这些基本问题最终求解得原问题的解。
模块化程序设计方法反映了结构化程序设计的“自顶而下，逐步求精”的基本思想。
3）模块划分原则：使每个模块都容易解释。
设计程序系统时使用按功能划分模块的方法，使模块的内聚度强，耦合度弱（独立性比较高）。
4）采用模块化方法得到的系统是由互相连接的模块构成的。
进行模块化程序设计时，提倡按层次结构组织各模块。
VB中过程与函数使用举例如下：1、自定义函数格式：Public Function 函数名(形式参数表) As 类型语句组函数名=表达式End Function注意：（1）形式参数表中的参数是自变量（2）第一个语句的“As 类型”指明函数值勤的数据类型（3）“函数名=表达式”是一个赋值语句（4）可用Exit Function退出自定义函数调用：与内部函数一样例：求三个数的平均数的自定义函数：Public Function ave(a As Integer, b As Integer, c As Integer) As Singleave = (a + b + c) / 3End Function调用自定义函数如下：Private Sub Command1_Click()Dim a As Integer, b As Integer, c As Integera = InputBox("input")b = InputBox("input")c = InputBox("input")x = ave(a, b, c) ‘调用自定义函数A VE（）Print "平均数为"; xEnd Sub2、自定义过程格式：Private Sub 子过程名(形式参数表)语句组（过程体）End Sub调用：子过程名实际参数表例：Private Sub average(a As Integer, b As Integer, c As Integer, ave As Single)ave = (a + b + c) / 3End Sub调用：Private Sub Command2_Click()Dim a As Integer, b As Integer, c As Integer, x As Singlea = InputBox("input")b = InputBox("input")c = InputBox("input")average a, b, c, x ‘子过程average的调用Print "平均数为"; xEnd Sub2、了解面向对象程序设计的思想和方法二、面向对象，VB采用了面向对象的程序设计思想。
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程序的控制流
程序的诸语句通常 是顺序执行的,但循 环语句改变了控制 流,表示一种控制结 构. 控制流可以用流程 图直观表达
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<var>取<seq> 无 的下一个值 有 <body>
模块的执行
什么是计算机科学?
计算机科学并非研究计算机!
正如天文学不是研究天文望远镜
CS要回答的基本问题:什么是可计算的? 对此问题的回答有三种方式:
实际设计一个解决问题的算法 理论分析问题的可解性 （有些问题是无解的，或者不是能行可解的） 通过实验来研究问题.
1
课程主要内容
解决可计算问题需要教会计算机如何解决
main函数：标志程序的开始，也可以省略 注释 变量与赋值 程序的执行：一个个语句顺序执行，但也
可以重复执行某个语句
for循环
将一段语句重复执行多次 语法
for <var> in <sequence>:
<body>
<sequence>是一个值的序列,如[1,3,5,7,9]
类似于英语的语言，适合于人理解
功能比机器语言强，解决问题更加容易 编译器：将过程化语言写的程序（源代码）翻译成机 器语言的程序（目标代码） 解释器：逐句解释源程序并执行，不保存目标代码。
如: x = y + 1. 需要编译器或解释器翻译后机器才懂.
编译执行
将程序全部翻译成机器语言的程序，然后 再执行。
安装\启动Python
课程推荐安装Python 2.7，新的Python 3.x有与 2.x不兼容的地方.
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初识Python
>>>：提示符，提示你可以输入命令
语句：一条命令，如print “hello” 串：“hello world” 数：3、10 表达式：3 + 5
赋值：x = 5
计算机组成 程序设计语言 初识Python
Python
Python采用编译/解释混合方式:先编译成字节码，
再解释执行，字节码通常和机器无关，解释时再译
成机器码。（JVM） Python 系统软件 ftp:// 账号：tzzhang 密码: public
28
函数
函数：将完成某一功能的语句组合起来
函数定义
>>> def area( ): … x=5 … y=6 … print x * y … >>> >>> area( ) 30 >>>
函数调用：
带参数的函数
函数定义
>>> def area(x, y): … print x * y … >>> >>> area(3, 4) 12 >>>area(2, 4) 8
内存的最小单元是bit，一个bit存储一个二进制位。 一般8个bit组成一个byte，若干个byte组成一个 word 在一般的机器中，内存按字节编址，内存大小也是 按字节计量 关机后，内存的数据全部丢失 广义的存储器包括主存和次级存储器
CPU
CPU (Central Processing Unit) 有两 个部件组成： ALU – Arithmetic-Logic Unit（运 算器） Control unit （控制器）
应用软件是为了支持某一应用而开发的软件。如字处 理软件、财务软件等。
计算机与程序
计算机组成 程序设计语言计算机进行交流的一种语言
为什么不用自然语言与计算机交互？
精确的语法和语义
无二义性
有不同层次的程序设计语言
Lu Chaojun, SJTU
问题
我们如何教会计算机解决问题
了解计算机有哪些基本功能 熟悉一门与计算机进行交流的语言 掌握设计思路与方法
对本课程的定位
学习计算机科学解决问题的思想方法, 应用于各 个专业领域 不仅仅是一门程序设计语言课程!
本课程需要编程,以加深对计算思维的理解 坏消息:学习编程语言需要掌握非常繁琐的细节 好消息：Python语言非常简单,易学易用
3
计算机与程序
计算机组成
程序设计语言
初识Python
计算机的组成
计算机，也被称之为“电脑”，是一种能够按照事先 存储的程序自动、高效地对数据进行输入、处理、存
储和输出的系统
硬件：计算机的躯壳 软件：计算机的灵魂
计算机硬件
输入设备 存储器 输出设备
控制器
运算器
CPU
存储器
保存正在运行的程序代码和数据
函数的调用
模块
如果一段程序需要反复执行，可以把它以文件
形式保存在外存储器中。
保存在外存储器中的程序称为一个模块，也称
为脚本文件或源文件。
PYTHON的源文件的后缀名为py
程序模拟物理现象:chaos程序
# File: chaos.py # A simple program illustrating chaotic behavior. def main(): print "This program illustrates a chaotic function" x = input("Enter a number between 0 and 1: ") for i in range(10): x = 3.9 * x * (1 - x) print x input('Enter 0 to quit ') main()
控制器的工作
取下一条指令：按PC指定的地址到内存中 取出下一条指令，存入IR。
解码指令：将指令解码成一系列的控制信 号
执行指令：将控制信号发送给相关部件， 执行相应的运算
运算器的组成
逻辑电路：执行控制器发出的控制信号
一组存放正在运算的数据的寄存器
输入输出设备
输入设备将人能理解的符号转换成计算机能 处理的符号。常用的输入设备有：键盘、鼠 标、光笔等
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不同层次的程序设计语言
机器语言
汇编语言
高级语言
机器语言
是机器的母语。每种计算机都有自己的机器语言。与计算机 硬件设计有关。
每个语句用一组二进制数表示
用机器语言写程序是非常困难的，读机器语言写的程序也是 非常困难的 机器语言提供的功能非常简单
例如: 0000010000000001.是Intel8086能理解的一条指令.
控制器
控制器控制计算机的其余部分如何完成程序 的指令
指挥内存和其它部件之间的信息的传送（包括 信息和指令） 指挥CPU和输入输出设备之间的控制信息的传 送
控制器中的信息存储
控制器中有两个寄存器：
指令寄存器( IR )：保存当前正在执行的指令 程序计数器 ( PC )：保存下一条要执行的指令 地址
main() {int i, s; i=1; s=0;
C compiler
01100010 11101001
Source program
Object program
解释执行
源程序
解释系统
结果
（逐句解释、执行）
原始数据
高级语言的特点
具备了一定的机器独立性，使用户可以专注
于解决问题的方法。但某些方面还是受到机
在IDLE中执行程序
打开文件：在file菜单下选open或直接用右键点击
文件，并选择用IDLE打开
执行：在run菜单下选run module或直接按f5
cmd界面中执行程序
import文件
添加python的路径
Import时，系统必须知道到哪里去找那个文件 这是通过PYTHONPATH指定的 安装PYTHON时，系统会指定缺省path。缺省的路径 是:\Python26\Lib\site-packages 添加搜索路径
右键单击我的电脑，然后单击属性。 单击高级选项卡。 单击环境变量。 单击新建添加一个新变量名和值。
END
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
器的限制
为了解决移植性问题，ANSI制订了一系列
的标准
高级语言
本课程采用Python语言
高级程序设计语言有很多种，据说2008年网
上被引用最多的10个语言是(按字母顺序): C，
C++，C#，Java，JavaScript，Perl, PHP，
Python，Ruby，SQL
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计算机与程序
汇编语言
用缩写和助记符代替机器语言的0和1的比特串 和机器语言一样，不同类的机器有不同的汇编语言 汇编程序：将汇编语言写的程序翻译成机器语言的程序 解决了机器语言的可读性问题，但没有解决功能简单的 问题以及可移植型问题
前页例子: ADD AL,1.需要汇编器处理后机器才懂.
高级语言
输出设备将计算机的输出转换成人能理解的 输出。常用的输出设备有：显示器、打印机、 音响设备等
计算机的组成
计算机，也被称之为“电脑”，是一种能够按照事先 存储的程序自动、高效地对数据进行输入、处理、存