算法与程序设计基础c语言
算法与程序设计知识点
算法与程序设计知识点算法和程序设计是计算机科学中非常重要的概念和技术。
本文将介绍一些与算法和程序设计相关的知识点。
一、算法基础1. 什么是算法？算法是一系列解决问题的步骤和指令。
它描述了如何从输入数据中得出正确的输出结果。
2. 算法的特性良好的算法应具备以下特性：- 正确性：算法应能够产生正确的输出结果。
- 可读性：算法应易于理解和阅读。
- 高效性：算法应在合理时间内运行，并占用较少的计算资源。
3. 算法的复杂度算法的复杂度包括时间复杂度和空间复杂度。
时间复杂度描述了算法运行所需要的时间量，而空间复杂度则描述了算法所需的额外空间量。
二、数据结构1. 数组数组是一种线性数据结构，它由连续的内存空间组成，并存储相同类型的数据。
数组的访问、插入和删除操作能在O(1)时间内完成。
2. 链表链表是一种基础的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点存储数据和指向下一个节点的引用。
链表的插入和删除操作能在O(1)时间内完成，但访问某个特定节点需要O(n)时间。
3. 栈栈是一种具有后进先出（LIFO）特性的数据结构。
栈的插入和删除操作都在栈顶进行，时间复杂度为O(1)。
4. 队列队列是一种具有先进先出（FIFO）特性的数据结构。
队列的插入操作在队尾进行，删除操作在队首进行，时间复杂度为O(1)。
三、常用算法1. 排序算法常见的排序算法包括冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序和归并排序等。
这些排序算法在不同的数据规模下具有不同的时间复杂度。
2. 查找算法查找算法用于在给定的数据集合中寻找特定元素。
常见的查找算法有线性查找和二分查找，其中二分查找的时间复杂度为O(log n)。
3. 图算法图是一种非常重要的数据结构，图算法用于解决与图相关的问题，如最短路径问题、最小生成树问题和拓扑排序等。
四、编程语言1. C语言C语言是一种广泛使用的编程语言，它具有高效性和灵活性，尤其适合系统级编程。
2. Java语言Java语言是一种面向对象的编程语言，它具有跨平台性、安全性和可靠性，被广泛应用于企业级开发和移动开发。
算法与程序设计知识点
算法与程序设计知识点算法与程序设计知识点1. 算法的定义和特性算法是指解决问题的一系列清晰而有序的操作步骤。
算法具有输入和输出。
算法应该是确定性的，即给定相同的输入，应该得到相同的输出。
算法必须在有限的时间内结束。
2. 时间复杂度和空间复杂度时间复杂度是指算法运行所需要的时间量度，一般用大O符号表示。
空间复杂度是指算法运行所需要的存储空间量度，也用大O符号表示。
3. 常用的算法和数据结构排序算法：冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等。
查找算法：线性查找、二分查找、哈希查找等。
数据结构：数组、链表、栈、队列、树、图等。
4. 编程语言的选择C语言：适合系统级编程和底层开发。
C++：在C语言的基础上增加了面向对象的特性。
Java：适合跨平台开发，拥有强大的面向对象特性。
：简洁易学的脚本语言，适合快速开发。
5. 常用的编程技巧分而治之：将问题分解为更小的子问题进行求解，然后将结果合并。
动态规划：将问题分解为重叠子问题，通过保存中间结果来优化计算。
贪心算法：每一步都选择当前最优解，不进行回退。
回溯算法：穷举所有可能的解，找到满足条件的解。
6. 算法优化和复杂度分析循环不变式：在循环过程中保持某个条件成立，可以帮助理解算法的正确性。
空间换时间：通过增加额外的存储空间来减少运行时间。
复杂度分析：通过时间复杂度和空间复杂度来评估算法的效率。
7. 程序调试和错误处理调试工具：使用断点、日志、调试器等工具来跟踪程序执行过程。
异常处理：使用try-catch语句来捕获和处理异常。
错误处理：使用返回值、错误码、异常等方式来处理错误情况。
8. 算法与数据结构的应用图像处理：使用算法和数据结构来处理图像，如滤波、边缘检测等。
文本处理：使用算法和数据结构来处理文本，如字符串匹配、自然语言处理等。
数据挖掘：使用算法和数据结构来发现和分析大量数据中的隐藏关系。
：使用算法和数据结构来实现智能决策和学习能力。
以上是一些算法与程序设计的基本知识点，希望对你有所帮助！。
c语言及程序设计基础
c语言及程序设计基础C语言是一种计算机程序设计语言，它具有高效、可移植、可扩展等优点，被广泛应用于系统软件、嵌入式系统、游戏开发等领域。
以下是C语言程序设计基础的一些基本概念和知识：1. 语法规则：C语言具有严格的语法规则，包括标识符、数据类型、运算符、控制结构等。
程序员需要遵循这些规则，确保程序能够正确编译和运行。
2. 数据类型：C语言有多种数据类型，包括整型、浮点型、字符型等。
程序员需要根据需要选择适当的数据类型，并注意数据类型的溢出和下溢问题。
3. 变量和常量：在C语言中，变量用于存储数据，常量用于表示固定值。
程序员需要理解变量的作用域和生命周期，以及常量的使用场景。
4. 运算符和控制结构：C语言有多种运算符和控制结构，如赋值运算符、比较运算符、循环控制结构等。
程序员需要掌握这些运算符和控制结构的使用方法，以提高程序的效率和可读性。
5. 函数和指针：函数是C语言的基本组成单元，用于实现特定的功能。
指针是C语言的另一个重要概念，用于访问内存地址。
程序员需要理解函数和指针的基本概念和用法，以及内存管理方面的知识。
6. 算法和数据结构：算法和数据结构是程序设计的核心概念。
C语言提供了多种数据结构，如数组、链表、栈、队列等，以及相应的算法，用于实现数据的存储和操作。
程序员需要了解常见算法和数据结构的基本原理和应用场景。
7. 文件操作：文件是外部存储设备上的一个数据流，可以被程序读取和写入。
C语言提供了多种文件操作函数，如fopen、fclose、fread、fwrite等，用于实现文件的读写操作。
程序员需要了解文件操作的基本知识和方法。
8. 错误处理：在程序设计过程中，错误处理是非常重要的。
C语言提供了多种错误处理机制，如errno、perror等函数，用于处理程序中的错误情况。
程序员需要了解这些错误处理机制的基本原理和应用方法。
总之，C语言程序设计基础涉及的知识点较多，需要程序员不断学习和实践，积累经验，提高自己的编程技能。
C语言程序设计基础
C语言程序设计基础C语言是一种通用的高级程序设计语言，被广泛应用于系统软件、应用软件、驱动程序、网络系统等领域。
学习C语言程序设计是计算机专业学生的必修课程，也是编程初学者入门的首选语言。
在本文中，将介绍C语言程序设计的基础知识和技巧，帮助初学者快速上手编写简单的程序。
首先，了解C语言的基本语法是学习的第一步。
C语言的基本结构包括变量、常量、运算符、表达式、语句和函数。
在编写程序时，需要声明变量来存储数据，使用运算符进行计算，编写表达式来实现逻辑控制，构建语句和函数实现程序的功能。
其次，学习C语言的数据类型是非常重要的。
C语言提供了基本的数据类型，如整型、浮点型、字符型等，还可以通过结构体和指针来定义自定义的数据类型。
在程序设计中，需要根据数据类型的特点选择合适的变量类型，并灵活运用各种数据类型来实现程序的需求。
另外，在编写C语言程序时，需要掌握控制结构和循环结构。
C语言提供了条件语句（if、else）和循环语句（while、for）来实现程序的流程控制。
通过合理地运用这些结构，可以实现程序的逻辑判断和循环执行，从而完成复杂的任务。
此外，函数是C语言程序设计的重要组成部分。
函数允许将程序拆分为多个模块，每个函数负责不同的功能，提高了程序的可读性和复用性。
学习如何定义函数、调用函数、传递参数和返回值是学习C语言程序设计的关键内容。
最后，需要掌握C语言的输入输出函数。
C语言提供了一系列标准的输入输出函数，如scanf、printf等，用于实现程序与用户或外部设备的交互。
了解如何读取用户输入、输出结果到屏幕或文件是编写C语言程序的基本能力。
总之，学习C语言程序设计需要掌握基本的语法、数据类型、控制结构、函数和输入输出函数。
通过不断练习和实践，掌握这些基础知识和技巧，可以编写出高效、稳定且功能丰富的程序。
希望初学者能够通过本文的介绍，对C语言程序设计有一个初步的了解，从而更好地学习和应用这门强大的编程语言。
C语言程序设计教程算法
三种构造旳特点： 只有一种入口和出口 构造内旳每一部分都有机会被执行到。 构造内不存在死循环
顺序构造
A
B 流程图
A B
N-S图
选择构造 真Biblioteka 假P二分支选择构造 A
B
真 P假 AB
多分支选择构造
k
k=k1 k=k2
A1
A2 ...
返回s3; 不然，结束
用自然语言表达
开始 1p 2i P*i p i+1 i i>5 结束
用流程图表达
1p 2I P*i p i+1 i 直到i>5 结束
用N-S流程表达
int main(void) { int i,t; t=1; i=2; while(i<=5) { t=t*i; i=i+1; } printf(“%d”,t); return 0; }
最终得到旳p就是5!旳值。
例2.求1×3×5×7×9 ×11
上述算法稍作改动： s1: 1 p; s2: 3 i; s3: p ×i p; s4: i+2 i s5: 若i11,返回s3;不然，结束。
请同学们仔细分析循环结束旳条件，即 s5环节，假如在求1×3×5×7×9 ×11时， 将s5环节写成：
根；②有两个相等旳实根
自然语言描述举例
例如：描述计算并输出z=y/x旳流程，能够用自然语 言描述如下： （1）输入x，y。 （2）判断x是否为0：
若X=0,则输犯错误信息； 不然计算 y/x z，且输出z。
构造化语言描述举例
例如：描述计算并输出z=y/x旳流程，能够用构造化 语言描述算法如下：
（1）input x，y。 （2）if x=0 print (“非法输入”)
C语言程序设计基础
（e）
是 c>max
否
cmax
空
（f）
输入a、b、c
S2.1 是
a>b
否
amax bmax
S2
是 c>max
cmax
空
否
S2.2
输出max
（g）
21
2.2 数据类型
数据类型决定了数据对象旳存储形式、取值范围以及能进行
旳运算。在C语言中，数据类型一般涉及基本数据类型、构造
数据类型、指针类型和空类型等四大类。
（3） N-S图（盒图）
针对流程图存在旳缺陷，I. Nassi和B. Shneiderman提出 了构造化程序设计旳流程图，称为N-S图，更能体现构 造化程序设计旳思想。推荐使用N-S图。
N-S图完全去掉了流程线，算法旳全部处理环节都写在 一种大矩形框内（表达简朴、符合构造化思想）（象堆 积木）
构造化程序设计旳三种基本构造 ——顺序构造、选择构造、循环构造
1n n≤10 n+ss
n+1n
输出s
17
2.1 算法与程序设计环节
一、算法及其表达
（3） N-S图（盒图）
将 求10个任意整数中旳最 大数 用N-S图进行描述。
输入max 1n
n<10 输入x
T x>max? F
xmax n+1n
输出max
18
2.1 算法与程序设计环节
二、程序设计环节
根据实际问题设计应用程序大致要经过下列四个环节： ➢分析问题 ➢画流程图或N-S图 ➢编写程序 ➢运营并调试程序
一种程序应涉及两个方面旳内容:
• 对数据旳描述：数据构造(data structure) • 对操作旳描述：算法(algorithm)
C语言程序设计—算法
算法步骤
S1: sign=1
sign：表示当前项的数值符号
term：表示当前项的值
sum：表示当前项的累加和
deno：表示当前项的分母
S2: sum=1
S3: deno=2
S4: sign=(-1) sign
S5: term=sign
(1/deno)
S6: sum=sum+term
S7: deno=deno+1
数”
结束
N
传统流程图的弊端
传统的流程图用流程线指出各框的执行顺序，对
流程线的使用没有严格限制。因此，使用者可以
不受限制地使流程随意地转来转去，使流程图变
得毫无规律，阅读时要花很大精力去追踪流程，
使人难以理解算法的逻辑。
三种基本结构
真
假
P
假
P
A
A
B
真
B
A
顺序结构
选择结构
循环结构
三种基本结构的特点
g1：表示第一个学生的成绩
gi：表示第i个学生的成绩
N
算法步骤
n：表示学生学号
n1：表示第一个学生的学号
i+1=>i
Y
S1: 1=>i
S2: 如果gi≥80，则输出ni和gi，否则不输出
S3: i+1=>i
i>50
Y
1=>i
gi≥80
输出ni、
gi
S4: 如果i≤50，返回到S2，继续执行，否则，
算法结束
向计算机语言算法(即程序)过渡。
算法的流程图表示举例
【例2.16】求5!，用伪代码表示。
begin
程序设计基础(C语言)
02
逻辑错误
逻辑错误是指程序中的算法或数据结构不正确，导致程序无法正常运行。
解决逻辑错误的方法是通过调试工具找出问题所在，并修改代码。
03
运行时错误
运行时错误是指在程序运行过程中出现的错误，如数组越界、内存泄漏
等。解决运行时错误的方法是通过调试工具找出问题所在，并采取相应
的措施。
05
C语言的发展和展望
其他C语言相关资源推荐
《C程序设计语言》
由C语言之父Dennis Ritchie和Brian Kernighan合著，是学习C语言的经典教材 。
《C Primer Plus》
详细介绍了C语言的基础知识和编程技巧，适合初 学者入门。
《深入理解计算机系统》
以C语言为例，深入讲解计算机系统的基本 原理和实现细节，有助于深入理解C语言的 底层机制。
自定义数据类型
可以使用typedef关键字定义自己的 数据类型，如typedef int count类型。
常见数据类型
int表示整数类型，float表示浮点数 类型，char表示字符类型。
变量声明
在C语言中，变量必须先声明后使用， 声明时需要指定变量名和数据类型。
运算符和表达式
运算符
C语言中提供了丰富的运算 符，如算术运算符（+、-、 *、/）、比较运算符（>、 <、>=、<=、==、!=）、 逻辑运算符（&&、||、！） 等。
意。
联合体
联合体是C语言中用于存储多个相同类型变量的数据结构。通过联合体，可以节省内存 空间，同时可以同时访问多个相同类型的变量。联合体的定义、初始化和访问等操作需
要注意。
文件操作
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三种基本程序结构的N 三种基本程序结构的N–S流程图 1.顺序结构 1.顺序结构
语句1 语句2
2.选择结构 2.选择结构
T 条件 F
语句1 语句2
3.循环结构 3.循环结构
当满足条件时
循环体 循环结构一 循环体
直到条件成立
循环结构二
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传统流程图与N 传统流程图与N-S流程图的比较 1+2+3+……+ 加到100为止 100为止 例1：1+2+3+ + 加到100
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• 例2：有黑和蓝两个墨水瓶，但却错把黑 有黑和蓝两个墨水瓶， 墨水装在了蓝墨水瓶子里， 墨水装在了蓝墨水瓶子里，而蓝墨水错装 在了黑墨水瓶子里，要求将其互换。 在了黑墨水瓶子里，要求将其互换。 算法分析：这是一个非数值运算问题。 算法分析：这是一个非数值运算问题。因 为两个瓶子的墨水不能直接交换，所以， 为两个瓶子的墨水不能直接交换，所以， 解决这一问题的关键是需要引入第三个 解决这一问题的关键是需要引入第三个 墨水瓶。设第三个墨水瓶为白色， 墨水瓶。设第三个墨水瓶为白色，其交 换步骤如下： 换步骤如下：
注释框
流向线
连接点
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程序流程图表示
开始 1⇒ i 成立 输出gi 输出 gi>=80 不成立
传统流程图用流 程线指出各框的 执行顺序， 执行顺序，对流 程线的使用没有 严格限制。 严格限制。
i+1 ⇒ i 成立 i<=50
不成立
结束
传统流程图的流程可以是：
缺点：使用者可以毫不受限制地使流程随意地转向， 缺点：使用者可以毫不受限制地使流程随意地转向， 使流程图变得毫无规律，难以阅读、修改， 使流程图变得毫无规律，难以阅读、修改，使算法的 可靠性和可维护性难以保证。 可靠性和可维护性难以保证。 解决办法：必须限制箭头的滥用， 解决办法：必须限制箭头的滥用，即不允许无规律地 使流程随意转向，只能顺序的进行下去。 使流程随意转向，只能顺序的进行下去。
A
B
先执行A操作，再执行B操作，两者是顺序执行关系。 先执行A操作，再执行B操作，两者是顺通过判断特定条件，选择一个分支执行。 2.选择结构 通过判断特定条件，选择一个分支执行。
P
成立
不成立
成立
不成立
P
语句 A B
条件成立时，执行语句操作， 当P条件成立时，执行语句操作，否则跳过语句操作 条件成立时，执行A操作，否则执行B 当P条件成立时，执行A操作，否则执行B操作
数据结构的优劣决定了 软件或程序的复杂程度和面貌
共 33 页 第 6 页
程序设计的步骤
• • • • • 分析问题， 分析问题，建立数学模型 s= 确定数据结构 确定算法， 确定算法，描述算法 编制程序， 编制程序，调试程序 运行结果
∑n
n =1
x
共 33 页
第 7 页
程序的三种基本结构
1.顺序结构 程序按照语句的书写次序顺序执行。 1.顺序结构 程序按照语句的书写次序顺序执行。
开始 0⇒t,0⇒i ⇒ ⇒ i+1⇒i ⇒ t+i⇒t ⇒ i≥100 ≥ Y 输出 t 的值 结束
共 33 页 第 25 页
0⇒t,0⇒i ⇒ ⇒
i+1⇒i ⇒
t+i⇒t ⇒ 直到 i≥100 ≥ 输出 t 的值
N
打印50 50名 例：打印50名 学生中成绩 高于80 80分的 高于80分的 学号和成绩 --S 用N--S图表 示。
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• 例1：计算函数M(x)的值。函数M(x)为： 计算函数M(x)的值。函数M(x) M(x)的值 M(x)为
bx + a 2 M ( x) = a ( c − x ) + c 2 x≤a x>a
算法分析：这是一个数值运算问题。其中 算法分析：这是一个数值运算问题。 代表要计算的函数值， M代表要计算的函数值，有两个不同的表 达式，根据x的取值决定采用哪一个算式。 达式，根据x的取值决定采用哪一个算式。 根据计算机具有逻辑判断的基本功能， 根据计算机具有逻辑判断的基本功能， 用计算机解题的算法如下： 用计算机解题的算法如下：
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(2)形式b 直到型循环结构） (2)形式b （直到型循环结构） 形式
A
成立 P 不成立
先执行A操作，再判断P是否成立， 成立， 先执行A操作，再判断P是否成立，若P成立，再执 直到P不成立为止。 行A，直到P不成立为止。
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1.2 算法概述
1. 算法的概念 • 算法：完成一项任务的具体步骤 算法： • 计算机语言的别名：算法语言 计算机语言的别名： “一个算法，就是一个有穷规则的集 一个算法， 一个算法 合，其中之规则规定了一个解决某一特 定类型的问题的运算序列。 定类型的问题的运算序列。” 任何解决 问题的过程都是由一定的步骤组成的， 问题的过程都是由一定的步骤组成的， 把解决问题确定的方法和有限的步骤称 作为算法。 作为算法。
关于本课程
• 授课学时 （讲授32学时，上机24学时4-15周） 讲授32学时，上机24学时4 15周 32学时 24学时 • 教材: C语言程序设计 教材: C语言程序设计 C语言程序设计习题解析与上机指导
机械工业出版社
• 参考教材：C语言程序设计 谭浩强编写 参考教材：
清华大学出版社
• 交流平台：网上学习中心 交流平台： • 关于考试：课程结束全校统一安排 关于考试： 教员： 教员：杨 微 EmaiL:yw3104@
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（3）N–S流程图 S
• N—S流程图 由美国学者I. assi和B.Shneiderman提出表 I.N 由美国学者I.Nassi和B.Shneiderman提出表 示算法的图形工具。基本单元是矩形框, 示算法的图形工具。基本单元是矩形框,用不同 的形状线分割,表示三种结构。只有一个入口, 的形状线分割,表示三种结构。只有一个入口,一 个出口,没有流程线。 个出口,没有流程线。 --S N--S图的优点 比文字描述直观、形象、 易于理解； 比文字描述直观、形象、 易于理解；比传 统流程图紧凑易画。尤其是它废除了流程线， 统流程图紧凑易画。尤其是它废除了流程线，整 个算法结构是由各个基本结构按顺序组成的， 个算法结构是由各个基本结构按顺序组成的，N流程图中的上下顺序就是执行时的顺序。 -S流程图中的上下顺序就是执行时的顺序。
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3.算法的常用表示方法 3.算法的常用表示方法 可以用不同的方法表示算法，常用方法有： 可以用不同的方法表示算法，常用方法有： –自然语言 自然语言 –传统流程图 传统流程图 –结构化流程图 结构化流程图
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（1）自然语言
自然语言即是使用汉语、英语或其他语言去描述算法。 自然语言即是使用汉语、英语或其他语言去描述算法。 50名学生的成绩 要求将他们之中80 名学生的成绩， 80分以上的成绩 [例]有50名学生的成绩，要求将他们之中80分以上的成绩 打印出来。设用g代表学生成绩， 代表第i个学生成绩。 打印出来。设用g代表学生成绩，gi 代表第i个学生成绩。 算法可表示如下： 算法可表示如下： 1）使i=1 ； 如果gi 否则不打印； 2）如果gi ≥80 ，则打印 gi ，否则不打印； 的值加1 3）使i的值加1 ； 返回步骤2 继续执行；否则，算法结束。 4）如果 i≤ 50, 返回步骤2， 继续执行；否则，算法结束。 特点：描述算法通俗易懂，容易产生歧义。对复杂问题， 特点：描述算法通俗易懂，容易产生歧义。对复杂问题， 语句繁琐、冗长，并且很难清楚地表达算法的逻辑流程， 语句繁琐、冗长，并且很难清楚地表达算法的逻辑流程， 往往需要根据上下文判别其含义，尤其对描述含有选择、 往往需要根据上下文判别其含义，尤其对描述含有选择、 循环结构的算法，不太方便和直观，一般不常使用。 循环结构的算法，不太方便和直观，一般不常使用。
一个程序应包括两个方面的内容: 一个程序应包括两个方面的内容:
• 对数据的描述：数据结构 对数据的描述： • 对操作的描述：算法 对操作的描述：
完整的程序设计应该包括四部分: 完整的程序设计应该包括四部分:
程序设计＝数据结构＋算法＋方法＋工具 程序设计＝数据结构＋算法＋方法＋
• 数据元素：数据的最小单位 数据元素： • 数据结构：数据元素的组织形式 数据结构：
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①将蓝瓶中的黑墨水装入白瓶中 将蓝瓶中的黑墨水装入白 ②将黑瓶中的蓝墨水装入蓝瓶中 将白瓶中的黑墨水装入黑 ③将白瓶中的黑墨水装入黑瓶中 ④交换结束
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2.算法的基本特征 2.算法的基本特征
算法是一个有穷规则的集合， 算法是一个有穷规则的集合，这些规则确定了 解决某类问题的一个运算序列。 解决某类问题的一个运算序列。 算法的基本特征： 算法的基本特征： 有穷性：算法必须在执行有限个操作后终止； 有穷性：算法必须在执行有限个操作后终止； 确定性：算法中每一步的含义必须是确切的， 确定性：算法中每一步的含义必须是确切的，不 能出现任何二义性； 能出现任何二义性； 有效性： 有效性：算法中的每一步操作都应该能有效执行 一个不可执行的操作是无效的； ，一个不可执行的操作是无效的； 有零个或多个输入：执行算法时， 有零个或多个输入：执行算法时，从外界获得必 要的信息 ； 有一个或多个输出：算法的解就是输出。 有一个或多个输出：算法的解就是输出。
C语言程序设计
第一章
本章要点
什么是程序设计 什么是算法， 什么是算法，如何设计和表示算法 结构化程序设计的思想和方法
概念：
• 计算机语言：是规则和符号的集合，是与 计算机语言：是规则和符号的集合， 计算机交流的工具。 计算机交流的工具。必须具有数据表达和 数据处理（流程控制）的能力。 数据处理（流程控制）的能力。 • 程序：求解问题的指令序列 程序： • 软件：程序的集合 软件： 学习语言 设计程序 制作软件 学软件：学思想、学功能、学操作。熟练工种 学软件：学思想、学功能、学操作。 学语言：学规则、学方法、学设计、学应用。 学语言：学规则、学方法、学设计、学应用。 规范学习， 规范学习，灵活应用