算法与程序设计概论
算法与程序设计—算法概述
算法与程序设计—算法概述
算法（Algorithm）是一种按照指定次序，逐步递进的解决问题的方法，也是决策和操作的精确程序，它使用数学和逻辑的规则来指定解决问
题的步骤。
算法是在一定的系统和环境下，符合明确目标，通过一系列逻
辑的步骤，按照预先定好的规则去解决特定问题的过程。
一般来说，算法可以用数学形式来表达，也可以用伪代码表达，也可
以用其中一种特定的编程语言表达，但是不管怎么表达，都有一些共同点：输入（Input）、输出（Output）、有限性（Finiteness）、可行性（Feasibility）、有穷性（Bounded）、可读性（Readability）、可维
护性（Maintainability）。
一般算法都包括五大步骤：
1、定义初始数据：在使用算法前，需要对所要解决的问题定义出相
关的初始数据，以便将来适应算法的解决步骤；
2、确定算法步骤：根据需要解决的问题定义出算法的步骤，具体步
骤按照实际需要可以提取出多个子算法，但不管有多少子算法，都应该把
每一个步骤描述清楚，使算法清晰；
3、验证算法的正确性：在确定出算法后，对算法的正确性进行验证，这一步由程序员来执行；
4、准备算法实现：将算法转换为特定语言，以便实现；
5、测试和评估：当算法实现完毕后。
计算机算法与程序设计PPT课件
适用于有负权边的有向图，通过对所有边进行松弛操作，逐步更新 起点到其它顶点的距离。
最小生成树问题求解方法
Prim算法
适用于无向连通图，通过贪心策略每次选择连接已选顶点和未选顶点中权值最小 的边，逐步构建最小生成树。
Kruskal算法
适用于无向连通图，通过并查集数据结构维护图的连通性，每次选择权值最小的 边加入最小生成树，并保证不形成环。
栈
后进先出（LIFO）的数据结构，支 持压栈和弹栈操作
03
02
链表
非连续内存空间，通过指针连接元 素，插入和删除操作较为方便
队列
先进先出（FIFO）的数据结构，支 持入队和出队操作
04
树和图数据结构简介
树
具有层次结构的数据结构，包括二叉树、红黑树等，用于表示具有父子关系的 数据
图
由节点和边组成的数据结构，用于表示复杂的关系网络，如社交网络、交通网 络等
评估算法执行过程中所需额外空间的数量级，也常 用大O表示法。
评估方法
最坏情况分析、平均情况分析、最好情况分 析等。
02
程序设计基础
编程语言选择与特点
1 2
高级语言与低级语言
解释型与编译型语言的区别，如Python、Java 与C、C等。
面向对象与面向过程
如Java、C与C语言的编程范式对比。
3
动态类型与静态类型
计算机算法与程序设 计PPT课件
目录
• 计算机算法概述 • 程序设计基础 • 基本数据结构及其应用 • 排序与查找算法研究 • 图论相关算法探讨 • 动态规划思想在程序设计中的应用 • 计算机算法与程序设计实践案例分析
01
计算机算法概述
2024年算法与程序设计课件
算法与程序设计课件引言算法与程序设计是计算机科学领域的核心知识，是解决实际问题的基本方法。
本课件旨在介绍算法与程序设计的基本概念、原理和方法，帮助读者掌握程序设计的基本技能，培养良好的编程习惯，提高解决实际问题的能力。
第一章：算法基础1.1算法的概念算法是一系列解决问题的步骤，是计算机程序设计的基础。
一个有效的算法应具备可行性、确定性、有穷性和至少一个输出。
1.2算法的表示算法可以通过自然语言、伪代码、流程图等多种方式表示。
其中，伪代码是一种介于自然语言和程序设计语言之间的表示方法，简洁明了，易于理解。
1.3算法分析算法分析主要包括时间复杂度和空间复杂度两个方面。
时间复杂度是指算法执行所需时间的量度，空间复杂度是指算法执行过程中所需存储空间的量度。
第二章：程序设计基础2.1程序设计语言程序设计语言是人与计算机之间进行信息交流的工具。
常见的程序设计语言有C、C++、Java、等。
2.2数据类型与变量数据类型是程序设计中对数据的一种抽象，规定了数据的存储方式和操作方法。
变量是存储数据的基本单元，用于表示程序中的数据。
2.3控制结构控制结构是程序设计中的基本语法，用于实现程序的流程控制。
常见的控制结构有顺序结构、分支结构和循环结构。
第三章：面向对象程序设计3.1类与对象类是对具有相同属性和方法的一组对象的抽象，对象是类的具体实例。
面向对象程序设计以类和对象为基本单元，实现程序的功能。
3.2继承与多态继承是面向对象程序设计中的一个重要概念，用于实现代码的复用。
多态是指同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释和行为。
3.3接口与实现接口是定义一组操作的规范，实现是对接口的具体实现。
面向对象程序设计通过接口与实现的分离，提高程序的可维护性和可扩展性。
第四章：算法设计与分析4.1算法设计方法常见的算法设计方法有贪心算法、分治算法、动态规划算法、回溯算法等。
这些方法为解决实际问题提供了有效的思路和策略。
4.2算法分析技巧算法分析技巧包括递推法、递归法、迭代法等。
算法与程序设计基础基本内容概述
Visual Basic的启动
在“新建”标签中列出了VB6能够建立的应用程序的类型，用户选择一个应用程序 的类型双击或“打开”，便可创建该类型的应用程序。
如果需要调用原来已有的应用程序，单击“现存”标签，这时屏幕上出现一个“打 开文件”对话框的样式，用户可以根据应用程序所在的目录找到该文件，然后打开 它。
菜单栏
上下文菜单
❖ 上下文菜单也叫“快捷菜单”，没有显式地 出现在集成开发环境中。在对象上单击鼠标 右键即可打开上下文菜单，它包含一些常用 的菜单命令。在上下文菜单中列出的操作选 项清单取决于单击鼠标右键所在的环境。
工具栏
❖ 以图标按钮的形式提供了常用的菜单命令。 ❖ 要显示或隐藏工具栏，可选择“视图”菜单
❖ 机器语言 ❖ 汇编语言 ❖ 高级语言
❖ Visual Basic是可视化编程语言。可视化编程 就是指提供了一个可视化的程序设计环境，构 成一个标准的windows程序界面的元素都在其 中。
❖ Visual Basic是一种基于对象的程序设计语言。
❖ 采用事件驱动的编程方式 一个Visual Basic程序由多个对象以及响应各
算法与程序设计基础
基本内容概述
一、算法与算法的表示
❖ 1.使用计算机解决问题的一般过程
(1)分析问题确定要用计算机来“做什么”， 即确定解题的任务。
(2)寻求解决问题的途径和方法。 (3)用计算机进行处理。
❖ 2.算法的特征
(1)有穷性。一个算法必须保证它的执行步骤是 有限的，即它是能终止的。
(2)确定性。算法中的每个步骤必须有确切的含 义。
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
26
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
13
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。
计算机算法与程序设计
计算机算法与程序设计计算机算法与程序设计是计算机科学领域中的核心课程之一，它不仅涵盖了算法的基本概念、设计方法和分析技巧，还包括了程序设计的基本思想和实现技术。
本文将从以下几个方面对计算机算法与程序设计进行概述：算法的定义与重要性、算法的设计原则、程序设计语言的选择、算法的实现与优化、以及算法与程序设计的未来发展。
算法的定义与重要性算法是解决特定问题的一系列有序步骤。
它不仅需要正确性，还需考虑效率性，包括时间复杂度和空间复杂度。
在计算机科学中，算法的重要性体现在以下几个方面：- 解决问题的通用性：算法提供了一种通用的解决问题的方法，适用于各种类型的计算任务。
- 提高程序性能：通过优化算法，可以显著提高程序的执行效率，减少资源消耗。
- 促进理论发展：算法的研究推动了计算机科学理论的发展，如计算复杂性理论。
算法的设计原则设计算法时，应遵循以下原则：- 明确性：算法的步骤应清晰明确，易于理解和实现。
- 正确性：算法应保证在所有合法输入下都能得到正确的结果。
- 效率性：算法应尽可能减少计算量，提高执行速度。
- 通用性：算法应具有广泛的适用性，能够解决一类问题，而非特定问题。
程序设计语言的选择程序设计语言是实现算法的工具。
选择适合的编程语言对算法的实现至关重要。
不同的编程语言具有不同的特点：- 高级语言：如Java、Python等，易于学习，具有丰富的库支持，适合快速开发。
- 低级语言：如C、C++等，提供更多的控制能力，适合性能敏感的应用。
- 特定领域语言：针对特定问题领域设计的编程语言，如SQL用于数据库操作。
算法的实现与优化算法的实现是将算法逻辑转化为计算机可执行的代码。
实现过程中应注意：- 代码的可读性：编写清晰、易于理解的代码，便于维护和扩展。
- 数据结构的选择：合适的数据结构可以提高算法的效率。
- 算法的优化：通过分析算法的性能瓶颈，进行优化以提高效率。
算法与程序设计的未来发展随着计算机科学的发展，算法与程序设计也在不断进步：- 并行计算：利用多核处理器和分布式计算资源，提高算法的执行速度。
初中算法与程序设计知识点
初中算法与程序设计知识点算法与程序设计是计算机科学的基础，也是初中学生学习信息技术的重要内容之一。
掌握算法与程序设计知识点，不仅可以提升学生的计算思维能力，还可以培养他们解决问题的能力。
本文将介绍初中算法与程序设计的主要知识点，帮助初中生更好地理解和掌握这些内容。
一、算法与程序设计概述算法是解决问题的一系列清晰而有序的步骤，程序设计是将算法转化为计算机能够理解和执行的具体代码。
算法是程序设计的核心，它决定了程序的运行效率和准确性。
初中阶段的算法与程序设计主要涉及以下几个方面的内容。
二、基本的编程概念和语法1. 变量和数据类型：初中生需要了解变量和数据类型的概念，并能够正确使用各种数据类型，比如整型、浮点型、字符型等。
2. 运算符和表达式：初中生需要掌握各种运算符，如算术运算符、关系运算符和逻辑运算符，并能够正确组合运算符和操作数来构建合法的表达式。
3. 条件语句：初中生需要学会使用条件语句来实现条件判断和选择结构，比如if语句和switch语句。
4. 循环语句：初中生需要理解循环语句的概念，并能够使用for循环和while循环来实现重复执行的功能。
5. 数组：初中生需要了解数组的概念和基本操作，能够声明数组，访问数组元素，并能够使用循环结构和数组结合解决问题。
三、基础的算法思想和实现方法1. 顺序查找：初中生需要了解顺序查找的基本思想和实现方法，能够编写顺序查找算法。
2. 二分查找：初中生需要理解二分查找的基本思想和实现方法，并能够编写二分查找算法。
3. 冒泡排序：初中生需要了解冒泡排序的基本思想和实现方法，能够编写冒泡排序算法。
4. 选择排序：初中生需要掌握选择排序的基本思想和实现方法，并能够编写选择排序算法。
5. 插入排序：初中生需要了解插入排序的基本思想和实现方法，能够编写插入排序算法。
四、常见的问题解决1. 字符串操作：初中生需要了解字符串的基本操作，包括字符串的连接、截取、替换等。
2. 文件处理：初中生需要了解文件的基本操作，包括文件的读取和写入，并能够实现文件的复制和内容查找等功能。
算法与程序设计课件
例2：编程求半径为r=6的圆的面积
r=val (inputbox(“r=”,”输入半 ) 径”) s=3.14*r*r print “圆的面积s=”；s
提问：例2与例1相比，好在哪？
四、顺序结构应用
1.已知长方体的长、宽、高，编开始程求 长方体的全面积和体积。 输入长a
该函数返回值的是字符串类型
三、输入函数
2.Inputbox（）函数应用
例1：编程求半径为r=6的圆的面积
r=6 s=3.14*r*r print “圆的面积s=”；s
提问：如果圆的半径为8，15，30分别计算圆的面积， 上述程序段如何修改？ 提问：如果计算任意半径圆的面积，上述程序如何修改？
三、输入函数
→先计算，后输出计算值； 结果为 8 结果为 x=8
二、Print语句
4.输出项的间隔符：
输出内容可以是一个或多个。如果是多个输出内容，
则各输出内容之间可以用逗号或分号分隔
（1）分号：则后面一个输出内容紧跟前一个输出（紧凑格） Print "早安"; "中国" 结果为 早安中国
（2）逗号，则按照分区(14个字符位置)格式输出（分区格）
Y=x3*100+x2*10+x1
计算个位数x3 Y=x3*100+x2*10+x1 输出x的反向数y
结束四、顺序结构应用Fra bibliotek2.从键盘上输入一个三位数，然后将它 反向输出。如输入456，输出应为654。
X=val(inputbox（“x=”，“输入”）) X1=x\100 X2=(x-x1*100)\10 X3=x-x1*100-x2*10 Y=x3*100+x2*10+x1 Print “三位数”；x；“的反向数为”；y
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取值范围 整型数（integer）
-32768~32767
长整型数（long）
单精度实型数 （single）
双精度实型数 （double）
取值 范围 越来 越广
下列数据中，只能用双精度型数来表示的是（ ）
A.4238
B.324052342223
C.1.564×105
D.-63789
若要设计一个求两个 2000000000 以内整数中较大数的程序，使用 A 和 B 作为
A. ①②③④
B. ②④①③
C. ③④①②
D. ①②④③
下列关于伪代码的描述错误的是（
）
A.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的工具
B.伪代码用图形符号描述算法
C.由于语言的种类繁多，伪代码的语句不容易规范，有时会产生误解
D.伪代码便于向计算机程序设计语言过渡
以下流程图分别是程序的哪种结构？
两个整数的变量名，以下最为合理的变量类型是（ ）
A.single
B.long
C.integer
D.string
算法与程序设计总复习
常量：在程序运行过程中始终保持不变的常数、字符串 等。
常量说明的语句格式： Const 常量名 as 类型=表达式
Const pi as single=3.14159
变量：是命名的内存单元位置，是程序中数据的临时存 放场所。
算法与程序设计总复习
本学期知识体系
计算机解 决问题的 基本过程
分析问题 设计算法
编写程序
算法的概念
算法与程序设计总复习
自然语言
算法的描述
流程图
பைடு நூலகம்
伪代码 程序设计语言的发展
机器语言 汇编语言
高级语言
算法与 程序设 计
调试运行 程序
检测结果 VB语言概述
基本数据类型 常量与变量 运算符与表达式
程序设 计基础
Dim a as single,b as single,c as single
算法与程序设计总复习
运算符： 1、算术运算符：+、—、*、/(除号)、\（整除）、 mod（取余数）、^（乘方）
2、字符串运算符：&和+（用于连接两个或多个字符串）
例：”abc”&”def”=“abcdef”
3、三个逻辑运算符：not（非）、and（与）、or （或）
条件表达式的优先级别判定： 条件中只有逻辑运算符时，运算的顺序为not、
and、or。 当条件中既有算术运算符，又有关系运算符和逻
辑运算符时，运算顺序是：算术运算—关系运 算—逻辑运算
下列逻辑表达式中，能正确表示条件“x、y 都是奇数”的是（ ） A.X MOD 2=1 OR Y MOD 2=1 B. X MOD 2=0 OR Y MOD 2=0 C. X MOD 2=1 and Y MOD 2=1 D. X MOD 2=0 and Y MOD 2=0
表达式：由运算符和配对的圆括号将变量、常 量、函数等操作数以合理的形式连接起来的 式子。
算法与程序设计总复习
以下表达式正确吗？
a*b缩写为ab
/(除号)和\(整 除)等价吗？
/(除号):求商，结果为实型数
\(整除):求商的整数部分，结果为整 型数
判定某数是否为偶数，如何用表达式判定？ 同学甲：If a/2=0 then print a;”为偶数” 同学乙：If a mod 2=0 then print a;”为偶数”
S=∏*R*R
算法与程序设计总复习
X=[-b+sqr(b^2-4*a*c)]/(2*a)
注意： 1、程序中的表达式不能出现中括号、大括号，一 律用小括号表示。 2、程序表达式中的*不可以省略。 3、程序表达式中的变量名不能出现字母、数字、 下划线以外的其他字符。例如：∏、β为非法字符。
算法与程序设计总复习
single
If a=fix(a) then Print a;“为整数”
请正确定义数据的类型。
Else
Print a;“不是整数”
算法与程序设计总复习
错误案例2、设计一个程序，从键盘中输入三角形的 三条边的边长，判断其能否构成一个三角形并输出判 断结果。
Private sub command1_click( ) A=inputbox(“请输入三角形的边长”) B=inputbox(“请输入三角形的边长”) C=A=inputbox(“请输入三角形的边长”) If a+b>c and a+c >b and b+c>a then Print “能构成三角形” Else Print “不能构成三角形” End if End sub
本的。
算法和程序设计的关系：算法是程序设计 的核心，是程序设计的灵魂。
下列有关算法的叙述正确的是（ ） A．算法是人们设计好让计算机去执行的，不是计算 机自己想出来的 B．算法必须在有限的步骤实现目标任务，不能死循 环 C．同一个问题的算法可能有多种 D．算法可以没有输入，但必须有输出。 下列关于算法作用的叙述，错误的是（ ）。 A．算法设计是一个重要的环节 B．不同的算法产生不同的运行效果 C．程序设计过程是一个用计算机语言表达算法的过 程 D．算法可以没有输出
算法与程序设计总复习
算法的描述：自然语言、流程图、伪代码
练习：
小明有一张长 L 米宽 H 米的白铁皮，想做成一个高 H 米的圆通，桶底采用另一
张白铁皮制作。计算体积 V 的正确步骤是（ ）
①输入白铁皮的长和宽并且分别赋给变量 L 和 H
②计算桶底半径并且赋给变量 R
③输出桶的体积
④计算体积并且赋给变量 V
变量说明的语句格式： Dim 变量 as 类型
Dim x as integer
算法与程序设计总复习
错误案例1 设计一个程序，输入一个数，判断其是否为 整数，并输出判断结果。
Private sub command1_click( )
Dim a as integer A=inputbox(“请输入一个数”)
程序的 控制结 构
系统函数 赋值语句
顺序结构 输入语句
选择结构 循环结构
输出语句 条件语句
多重选择语句 For循环语句 Do循环语句
算法与程序设计总复习
算法的定义：是用计算机求解某一问题的方法。
算法的特征：
1、一个算法有零个或多个输入。 2、一个算法在执行有穷步之后必须结束。 3、算法有一个或多个输出。 4、算法中有待执行的运算和操作必须是相当基
S1
c
S2
S1
S2
Sn
s 否
c 是
算法与程序设计总复习
常见的基本数据类型：整型数（integer）、长整型 数（long）、单精度实型数（single）、双精度实型 数（double）、日期型(date)、字符型（string）、 逻辑型（boolean）
数值型数 据（最常 用到的数 据类型）
整数 实数