算法及其描述方法
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第三章第二节算法及其描述
开始
输入m、n
R=m mod n
R=0？
Y
N
m=n，n=R
输出n
结束
14
三种基本控制结构
任何复杂的算法都可以用这三种基本控制结构组合。
15
三种基本控制结构的作用
①顺序结构表示程序中的各步操作按出现的先后需要根据某一特定 的条件选择其中的一个分支执行。（单选择、双选择、多选择）
1
第三章
算法基础
3.1体验计算机解决问题的过程
2
3.1.1 人工解决问题的过程
3.1.2计算机解决问题的过程
算法基础 3.2 算法及其描述
3.2.1 算法 3.2.2 算法的描述
3.3计算机程序与程序设计语言
3.3.1 计算机程序 3.3.2 计算机程序设计语言
本章目标
3
数据与信息学习目标
01
计算机解决问题的过程
③循环结构表示程序反复执行某个或某些操作，直到判断条件为 假（或为真）时，才可终止循环。
人工解决问题的过程 计算机解决问题的过程
02
算法及其描述
算法 算法的描述
03
计算机程序与程序设计语言
计算机程序 计算机程序设计语言
4
5
算法的定义
算法是指在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确 的规则。
通俗地说，是用计算机求解某一问题的方法，是能被机械地执行的动 作或指令的有穷集合。
探究活动
例： if a的值大于b的值 max=a
9
流程图规范
10
伪代码求解方程
11
三种算法描述方法的比较
算法描述的方法
优势
不足
自然语言描述法
通俗易懂，不必专门训练
算法及其描述方法
算法及其描述方法算法是解决问题或完成任务的一系列步骤或方法的有序集合。
它是计算机科学中最基本的概念之一，在计算机程序设计和数据处理领域起着至关重要的作用。
一个好的算法可以大大提高程序的效率和性能。
算法的特征包括输入、输出、明确定义、有穷性和确定性。
输入是算法计算前的初始数据，输出是算法计算后得到的结果。
算法必须明确定义每个步骤的具体操作，以及如何根据输入得到输出。
算法必须是有穷的，也就是说它最终会停止执行。
算法还必须是确定的，即对于给定的输入，它总是产生相同的输出。
算法的描述方法可以分为自然语言描述、流程图和伪代码等。
自然语言描述是最常用的描述方法，通过使用自然语言来描述算法的步骤和操作。
流程图是一种图形化的描述方法，通过使用各种符号和箭头来表示算法的流程和逻辑结构。
伪代码是一种类似于程序语言的描述方法，它结合了自然语言和流程图的特点，可以更精确地描述算法的步骤和操作。
在描述算法时，需要考虑算法的正确性、效率和可读性。
算法的正确性是指算法能够按照预期的方式解决问题并产生正确的结果。
为了保证算法的正确性，可以使用数学证明或测试用例等方法进行验证。
算法的效率是指算法完成任务所需的时间和空间资源的消耗。
为了提高算法的效率，可以优化算法的设计和实现。
算法的可读性是指算法的描述是否清晰易懂，便于他人理解和使用。
算法可以分为多种类型，包括算法、排序算法、图算法、动态规划算法等。
算法用于在一个数据集中查找指定的元素或满足特定条件的元素。
常用的算法包括线性、二分和散列表等。
排序算法用于将一组数据按照一定的规则进行排序。
常用的排序算法包括冒泡排序、插入排序和快速排序等。
图算法用于解决与图相关的问题，如最短路径问题和最小生成树问题。
动态规划算法用于解决一类具有重叠子问题和最优子结构性质的问题。
在实际应用中，算法的选择和设计非常重要。
一个好的算法可以大大提高程序的效率和性能，而一个差的算法可能会导致程序的运行速度变慢甚至无法完成任务。
算法及其描述
描述一个算法通常需要 使用一种清晰、简洁的 语言，这种语言应该能 够清楚地表达算法的每
一个步骤
问题描述
首先需要清楚地描述问题， 包括问题的输入和输出
算法步骤
详细描述算法的每一个步骤， 包括每一步的操作和数据
变量和数据结构
定义算法中使用的所有变量和数据 结构，包括它们的类型和初始值
算法的描述
时间复杂度
描述算法的方法
描述算法的方法
无论使用哪种方 法来描述算法， 都应该确保描述 清晰、简洁、准
确和易于理解
-
感谢の观看
xxxxxxxxxxxx
Please enter the relevant text content here. Operation method: select all the text in this paragraph with the mouse, and enter the text directly to replace it. The text format will not change.
分析算法的时间复杂度，以 便了解算法的效率
空间复杂度
分析算法的空间复杂度，以 便了解算法所需的存储空间
示例
提供一些示例来演示如何使 用算法解决实际问题
第3部分 描述算法的方法
描述算法的方法
描述算法的方法有很多种，以下是一些常用的方法 自然语言描述：使用自然语言来描述算法的每一个步骤。这种方法简单易懂，但可能 不够精确和清晰 伪代码：使用类似于编程语言的伪代码来描述算法。这种方法能够清晰地表达算法的 逻辑，但可能不够直观
性
1. 明确性
算法的每一步都应该 是明确的，也就是说 ，每一步都应该是清 晰定义的，并且不需 要依赖于任何主观的 知识或经验
一个步骤
问题描述
首先需要清楚地描述问题， 包括问题的输入和输出
算法步骤
详细描述算法的每一个步骤， 包括每一步的操作和数据
变量和数据结构
定义算法中使用的所有变量和数据 结构，包括它们的类型和初始值
算法的描述
时间复杂度
描述算法的方法
描述算法的方法
无论使用哪种方 法来描述算法， 都应该确保描述 清晰、简洁、准
确和易于理解
-
感谢の观看
xxxxxxxxxxxx
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分析算法的时间复杂度，以 便了解算法的效率
空间复杂度
分析算法的空间复杂度，以 便了解算法所需的存储空间
示例
提供一些示例来演示如何使 用算法解决实际问题
第3部分 描述算法的方法
描述算法的方法
描述算法的方法有很多种，以下是一些常用的方法 自然语言描述：使用自然语言来描述算法的每一个步骤。这种方法简单易懂，但可能 不够精确和清晰 伪代码：使用类似于编程语言的伪代码来描述算法。这种方法能够清晰地表达算法的 逻辑，但可能不够直观
性
1. 明确性
算法的每一步都应该 是明确的，也就是说 ，每一步都应该是清 晰定义的，并且不需 要依赖于任何主观的 知识或经验
3.2算法及其描述教学教学设计
2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：
算法竞赛：鼓励学生参加各类算法竞赛，如ACM国际大学生程序设计竞赛、蓝桥杯等，提高学生的算法能力和团队合作精神。
在线课程学习：推荐学生参加在线课程，如Coursera、edX等平台上的算法课程，让学生在课后自主学习，提高知识水平。
实践项目：鼓励学生参与实践项目，如开源项目、学校的研究项目等，让学生将所学的算法知识应用到实际项目中，提高实践能力。
2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的表现，包括他们的合作精神、问题解决能力和创新思维。
3.随堂测试：通过随堂测试题目的解答情况，评估学生对算法概念和描述方法的理解程度，以及他们运用算法解决问题的能力。
4.课后作业：检查学生完成课后作业的情况，包括作业的准确性、完成时间和解决问题的思路。
5.教师评价与反馈：针对学生在各方面的表现，教师应及时给予评价和反馈，鼓励优点，指出不足之处，并提出改进建议，以促进学生的学习进步和能力提高。
鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。
（六）课堂小结（预计用时：2分钟）
简要回顾本节课学习的算法及其描述内容，强调重点和难点。
肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。
布置作业：
根据本节课学习的算法及其描述内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。
拓展与延伸
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解“3.2算法及其描述”的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。
设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习算法及其描述内容做好准备。
教师备课：
深入研究教材，明确“3.2算法及其描述”教学目标和重难点。
算法竞赛：鼓励学生参加各类算法竞赛，如ACM国际大学生程序设计竞赛、蓝桥杯等，提高学生的算法能力和团队合作精神。
在线课程学习：推荐学生参加在线课程，如Coursera、edX等平台上的算法课程，让学生在课后自主学习，提高知识水平。
实践项目：鼓励学生参与实践项目，如开源项目、学校的研究项目等，让学生将所学的算法知识应用到实际项目中，提高实践能力。
2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的表现，包括他们的合作精神、问题解决能力和创新思维。
3.随堂测试：通过随堂测试题目的解答情况，评估学生对算法概念和描述方法的理解程度，以及他们运用算法解决问题的能力。
4.课后作业：检查学生完成课后作业的情况，包括作业的准确性、完成时间和解决问题的思路。
5.教师评价与反馈：针对学生在各方面的表现，教师应及时给予评价和反馈，鼓励优点，指出不足之处，并提出改进建议，以促进学生的学习进步和能力提高。
鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。
（六）课堂小结（预计用时：2分钟）
简要回顾本节课学习的算法及其描述内容，强调重点和难点。
肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。
布置作业：
根据本节课学习的算法及其描述内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。
拓展与延伸
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解“3.2算法及其描述”的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。
设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习算法及其描述内容做好准备。
教师备课：
深入研究教材，明确“3.2算法及其描述”教学目标和重难点。
算法及其描述
练习：
现有一串字母“PROGRAM”给 它加密，请设计算法，用自然语言 描述。
实践练习：
一天，小猴子从树上摘下若干个桃子， 当即吃了一半，觉得不过瘾，又吃了一 个。第二天小猴子接着吃剩下的一半， 还觉得不过瘾，又吃了一个。以后每天 都是吃前一天剩下的一半后，就再多吃 了一个。到第四天，只剩下一下桃子。 试设计一个算法流程图，求小猴子第一 天摘下了多少个桃子。
求9147485和5147480两个数的最大 公约数。
三、算法的设计与选择
算法的设计，直接影响着程序 的通用性和解决问题的效率，总的 来说，一个好的算法，应该是科学 而又合理的算法。
例：用自然语言描述摩斯密码的原理
第1步：输入26个英文字母，它们分别对应1~26 个数学。 第2步：令a=1，k=3，n=26。 第3步：使a的取值范围为1≤a≤26，F(a)=(a+k) mod n，转第5步。 第4步：a=a+1，转第3步。 第5步：输出F(a)相对应的数字。 第6步：把数学转化成相当的字母，输出字母 第7步：累计字母出现顺序，转第4步。
例：分析闰年的算法描述 第一个条件：y mod 4=0 判断闰年的条件：⑴y不能被100整除； ⑵y能被400整除且y能被400整除。 判断不是闰年的条件：⑴y mod 4=0 且y mod 100=0,但y不能被400整除；⑵y不能被4 整除。
3、用伪代码描述算法
表示条件判断语句
IF 条件 THEN 执行语句一 ELSE执行语句二 END IF 条件语句中可以包含多个子语句
一、算法的概念
这个过河的方案就是这道趣味题的 算法。算法就是解决问题的方法和步 骤。在以后的编程中也要记住了，有 些步骤是可以颠倒的，不影响程序的 结果；但是有些一但颠倒了那最终的 结果也就全变了。 算法——解决问题的方法和步骤。 算法+数据结构=程序。
高一信息技术必修课件算法及其描述
高一信息技术必修课 件算法及其描述
汇报人：XX
20XX-01-25
目录
CONTENTS
• 算法概述 • 算法的描述方法 • 常见算法举例 • 算法的评价指标 • 算法在实际问题中的应用 • 算法学习的方法与技巧
01 算法概述
算法的定义与特性
算法的定义
算法是一系列解决问题的清晰指令，代表着用系统的方 法描述解决问题的策略机制。
掌握常见算法的设计思想，如 贪心算法、动态规划、分治算 法等，理解它们的核心思想和 适用场景。
通过分析经典算法案例，深入 理解算法思想在实际问题中的 应用。
掌握基本数据结构
熟悉常见的数据结构，如数组、 链表、栈、队列、树、图等，理
解它们的特点和使用场景。
掌握数据结构的基本操作和实现 原理，如插入、删除、查找等操 作的时间复杂度和空间复杂度分
算法的分类
01
02
03
按照应用领域分类
可以分为数值计算算法和 非数值计算算法两大类。
按照设计方法分类
可以分为枚举算法、解析 法、查表法、递归法、递 推法、迭代法、模拟法、 分治法和贪心法等。
按照问题求解分类
可以分为精确算法和近似 算法两大类。
算法的重要性
• 算法是计算机科学的基础：计算机科学本质上是研究算法的学科，通过设计和 分析算法，可以深入了解计算机的工作原理和性能极限。
有穷性
算法必须能在执行有限个步骤之后终止。
确切性
算法的每一步骤必须有确切的定义。
输入项
一个算法有0个或多个输入，以刻画运算对象的初始情 况，所谓0个输入是指算法本身定出了初始条件。
输出项
一个算法有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后 的结果。没有输出的算法是毫无意义的。
汇报人：XX
20XX-01-25
目录
CONTENTS
• 算法概述 • 算法的描述方法 • 常见算法举例 • 算法的评价指标 • 算法在实际问题中的应用 • 算法学习的方法与技巧
01 算法概述
算法的定义与特性
算法的定义
算法是一系列解决问题的清晰指令，代表着用系统的方 法描述解决问题的策略机制。
掌握常见算法的设计思想，如 贪心算法、动态规划、分治算 法等，理解它们的核心思想和 适用场景。
通过分析经典算法案例，深入 理解算法思想在实际问题中的 应用。
掌握基本数据结构
熟悉常见的数据结构，如数组、 链表、栈、队列、树、图等，理
解它们的特点和使用场景。
掌握数据结构的基本操作和实现 原理，如插入、删除、查找等操 作的时间复杂度和空间复杂度分
算法的分类
01
02
03
按照应用领域分类
可以分为数值计算算法和 非数值计算算法两大类。
按照设计方法分类
可以分为枚举算法、解析 法、查表法、递归法、递 推法、迭代法、模拟法、 分治法和贪心法等。
按照问题求解分类
可以分为精确算法和近似 算法两大类。
算法的重要性
• 算法是计算机科学的基础：计算机科学本质上是研究算法的学科，通过设计和 分析算法，可以深入了解计算机的工作原理和性能极限。
有穷性
算法必须能在执行有限个步骤之后终止。
确切性
算法的每一步骤必须有确切的定义。
输入项
一个算法有0个或多个输入，以刻画运算对象的初始情 况，所谓0个输入是指算法本身定出了初始条件。
输出项
一个算法有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后 的结果。没有输出的算法是毫无意义的。
3.2算法及其描述
算法描述方 式
优势
自然语言 容易理解
不足
书写较烦、不确定性、描述太长、对复杂的 问题难以表达准确、不能被计算机识别和执 行
流程图
形象、直观、清 不能被电脑识别 晰简洁、容易理 解
伪代码 简洁、易懂、修 不规范、不直观、错误不容易排查 改容易
2、三种基本控制结构
（1）顺序结构：程序中的各步操作按出现的先后顺序执行
代码段1 代码段2
许多问题只需按一定的次序执行一系列操作，不需要任何判断和重复，这样的问 题可以用书序结构的程序来解决。
例1：已知圆的半径是r，求面积s. 思考该算法，并尝试用流程图描述
开始 输入半径r 求面积s=3.14*rˆ2 输出面积s
结束
（2）选择结构：程序的处理步骤出现分支，需要根据某一特定条 件选择其中的一个分支执行。有单选择、双选择、多选择三种。
成立 Y
条件
不成立 N
代码段1
代码段2
设计一个算法（用流程图描述），任意输入 一个x值，计算y=|x|,并输出y的值。
开始
输入x
X<0 ? 是
y=-x
否 y=x
输出y 结束
牛刀小试
求1 + 1 + 1 + ⋯ 1 的值，请设计算法的流程图
246
20
本章学业评价习题
1（2）
c 下面关于算法的描述，正确的是（ ）
A 算法不可以用自然语言描述 B 算法只能用流程图来描述 C 一个算法必须保证他的执行步骤是有限的 D 算法的流程图表示法有零个或多个输入，但只
能有一个输出
3.2 算法及其描述
3.2.1 算法ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
定义： 在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定
算法及其描述方法ppt课件
算法的概念
➢ 什么是算法？ 算法就是解决问题 的方法和步骤。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
特点
算法的特点
有穷性： 执行有限步，每一步执行时间是有限的。 确定性： 每一步都有确切的含义。 有输入： 有零个或多个输入。 有输出： 算法运行完后至少产生一个输出。 可行性： 原则上能精确运行，用纸和笔做有限次
♠ 开始
自
第1步：1+2=3 第2步： 3+3=6
然
第3步：
6+4=10
语
第99步：
♠ 结束
……
言
4950+100=5050
描
述
优点：通俗易懂，符合我们的表达习惯 缺点：书写较烦、缺乏直观性和简洁性
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
有输入 有输出 有穷性 确定性 有效性
自然 语言 流程图 伪代码
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
优点：通俗易懂
算 法
缺点：没有流程图直观
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
比一比
自然语言描述 流程图描述 伪代码描述 通俗易懂 直观清晰 繁琐程度 是否容易修改
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
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解决方法
此案
方法一
彼案
此案
方法二
彼案
羊
1 4 7
羊
1 4 7 3 5 2 6
狼
3 5 2 6
菜 狼 人
菜
人
1.2 算法的描述和设计
算法的概念
什么是算法？ 算法就是解决问题 的方法和步骤。
算法的特点
有穷性： 执行有限步，每一步执行时间是有限的。
确定性： 每一步都有确切的含义。
特点
有输入： 有零个或多个输入。 有输出： 算法运行完后至少产生一个输出。 可行性： 原则上能精确运行，用纸和笔做有限次
s=0; i=1;
计算 s=s+i;
优点
累加 i=i+1;
形象直观，容易理解。
否
i>100?
是 输出 s
结
束
开始/结束
起止框
输入/输出
输入输出框
赋值/计算
事件处理框
条件
判断框
流程线
赋值 s=0,i=1 If i小于等于100 then 计算s=s+i,累加i=i+1 Else 输出s End if
运算后即可完成。
怎么描述算法？有几种方法？
♠ 开始 第1步：1+2=3 第2步： 3+3=6 第3步： 6+4=10 …… 第99步： 4950+100=5050 ♠ 结束 优点：通俗易懂，符合我们的表达习惯 缺点：书写较烦、缺乏直观性和简洁性
自 然 语 言 描 述
开
赋值
始
用 流有输入 有输出 有穷性 确定性 有效性
自然 语言 流程图 伪代码
优点：通俗易懂 缺点：没有流程图直观
用 伪 代 码 描 述 算 法
比一比
自然语言描述 流程图描述 通俗易懂 伪代码描述
直观清晰
繁琐程度 是否容易修改
实 践
题目：判断任意数x的奇偶性 要求： (1)用自然语言描述出来。
(2)用流程图描述出来，流程图所用图框已给出。
小
结
算法的概念
算法的特点
描述算法 的三种方法
算法及其描述方法
用自然语言描述算法
用流程图描述算法
用伪代码描述算法
例：描述求解sum=1+2+3…+99+100 的过程。
农夫过河~~~
有一个农夫带一条狼、 一只羊和一棵白菜过 河，但每次只能带一 样东西过去。如果没 有农夫看，则狼要吃 羊，羊要吃白菜 。 问：怎样让狼羊菜安全到达河对岸?