C语言 第三章 算法和基本程序设计

【例3.4】 单个字符的输入和输出。 #include <stdio.h> main() { char ch; /*从键盘上读入字符直到“回车”结束*/ ch= getchar(); /*显示输入的第一个字符*/ putchar(ch); putchar(′\n′); /*换行*/ }
运行时，输入xxx<回车> ，在屏幕上显示：x
3.4 顺序结构程序设计
• 1. 表达式语句 • 表达式语句是在各种表达式后加一个分号(；) 形成一个表达式语句。 • 2. 空语句 • 空语句直接由分号(；)组成，常用于控制语句 中必须出现语句之处。它不做任何操作，只在 逻辑上起到有一个语句的作用。例如： • ; • 空语句也是一个语句，不产生任何动作。空语 句常用于构成标号语句，标识程序中相关位置； 循环语句中空循环体；模块化程序中未实现的 模块及暂不链入的模块。
【例3.5】 将小写字母转换成大写。 #include <stdio.h> main( ) { char ch; ch=getche( ); putchar(ch-32); }
若输入b，在屏幕上显示： bB
3. 字符串输入/输出函数
字符串输入函数gets() 用来从键盘读入一串字符。函 数的调用形式： gets(字符串变量名)； 在输入字符串后，必须用回车作为输入结束。该回车 符 并 不 属 于 这 串 字 符 ， 由 一 个 “ 空 操 作 字 符 (′ \0′ )‖在串的最后来代替它。此时空格不能结束字 符串的输入，gets函数返回一个指针。 字符串输出函数puts()，将字符串数据(可以是字符串 常量、字符指针或字符数组名)显示在屏幕上并换行。 函数的调用形式是： puts(字符串数据)；
– 格式输入函数
格式: scanf(“格式控制串”，地址表） 功能：按指定格式从键盘读入数据，存入地址表指定的 存储单元中,并按回车键结束 返值：正常，返回输入数据个数 • 地址表：变量的地址，常用取地址运算符& • 格式字符:d,i,o,x,u,c,s,f,e
第3章 算法和基本程序设计
• • • • • • 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 算法的概念 结构化程序设计方法 程序的基本结构 顺序结构程序设计 数据的输入输出 C程序的上机步骤
3.1 算法的概念
1.定义: 做任何事情都有一定的步骤。为解决一 个问题而采取的方法和步骤，就称为算法。 2.计算机算法可分为两大类： 数值运算算法：求解数值； 非数值运算算法：事务管理领域。
怎样表示一个算法
用自然语言表示算法 歧义性，描述分支、循环算法不方便 用流程图表示算法 用N-S流程图表示算法 用伪代码表示算法用计算机语言表示算法起止框输入输出框 处理框
判断框 流程线
连接点
• 【例3.1】 求三 个整数的和。 • 求三个整数和的 算法流程图如图 所示。
开始
输入x,y,z
x+y+z => sum
一个著名的公式
• 数据结构+算法=程序
• 数据：计算机所能识别、存储和处理的 对象。数据的动态性。 • 数据结构：确定数据对象及其存储方式， 并定义在这些数据对象上的运算集合。 • 算法：为解决一个问题而采取的方法和 步骤。
算法的特性
• • • • • • • • 1 有穷性 操作步骤是有限的，不是无限的。 2 确定性 每个步骤是确定的，无歧义性。 3 有零个或多个输入 4 有一个或多个输出 5 有效性 每一步骤能有效执行，并得到确定结果。
结构化的程序设计方法
• 基本思路: 把一个复杂问题的求解过
程分阶段进行,每个阶段处理的问题 都控制在人们容易理解和处理的范 围内.
• • • • • 采用的方法: 1 自顶而下 2 逐步细化 3 模块化设计 4 结构化编码
3.3 程序的基本结构
三种基本结构
•1 •2 •3 顺序结构 选择结构 循环结构
A
N-S流程图
B
循环结构的流程图符号
a a
A
A
p1 p2 成立 不成立 b
不成立
b
成立
While型
传统流程图
Until型
循环结构的流程图符号（续）
当p1成立 A
A 直到p1成立 Until型
While型
N-S流程图
一个有用的结论
• 已经证明： •
三种基本结构的顺序组 成可以表示任何复杂的算法 结构。
567 ff 101 567
十六进制无符号整数 int a=255;printf(―%x‖,a); int a=65;printf(―%o‖,a); 八进制无符号整数 不带符号十进制整数 int a=567;printf(―%u‖,a); 单一字符
例 main() { 例 int a=3,b=4;unsigned int u=65535; 例 int a=3,b=4; 字符串 printf(―%s‖,―ABC‖); printf(―%d %d\n‖,a,b); printf(―%d printf(‖u=%d\n",u); %d\n‖,a,b); float a=567.789;printf(―%e‖,a); 指数形式浮点小数 printf(―a=%d , b=%d\n‖,a,b); } printf(―a=%d , b=%d\n‖,a,b); float 小数形式浮点小数 输出结果：u=-1 输出结果: a=567.789;printf(―%f‖,a); 3 4 float a=567.789;printf(―%g‖,a); e和f中较短一种 a=3, b=4
3.5 数据的输入与输出
C语言无I/O语句，I/O操作由函数实现 #include <stdio.h>
★字符输出函数
格式: putchar( c ) 参数: c为字符常量、变量或表达式 功能：把字符c输出到显示器上 返值：正常，为显示的代码值；出错，为EOF(-1)
【例3.3】 字符数据的输出。 #include <stdio.h> main( ) { char a, b; a=′r′; b=′e′; putchar(a); putchar(b); putchar(′d′); putchar(′\n′)； }
输 出 sum 的 值
结束
图3.2 求三个整数和的算法
开始 输入m,n m,n为正整数
【例3.2】 求最大公 约数。
求m/n的余数r
r=0?
否
是
n =>m, r =>n
输出n
结束
最大公因数的算法
b|a 表示b整除a或者a整除以b 则 a是b的倍数，b是a的约数
求最大公因数的最普遍的算法是欧几里得算法，它最初 是公元前由欧几里得提出来的，有时也称它为辗转相除 法．表述如下： 设给定m，n(m＞n)，令r0=m，r1=n，有
rk-2 = qk-1 qk rk + rk =(qk-1 qk +1) rk 则得rk=gcd(rk-1，rk)=gcd(rk-2，rk-1)=…=gcd(r2，r3)=gcd(r1， r2)=gcd(r0，r1)=gcd(m，n)．
案例 求1×2×3×4×··×1000 ·· ·· • • • • • S1: 求1×2=2 S2: 求2×3=6 S3: 求6×4=24 •••••• 天啊！共需999 个步骤，太可 怕了。 • • • • • S1: 1 p (p:被乘数) S2: 2 i (i:乘数) S3: p×i p S4: i+1 i S5: 若i≤1000,返回S3； 否则，结束。 • 只需5个步骤，简单。
• 5. 控制语句 • 控制语句有条件判断语句(if、switch)，循环 语句(for、while、do-while)，转移语句(goto、 continue、break、return)。控制语句根据控 制条件决定程序的执行流程，控制语句不是 顺序执行的。 • 顺序结构是C语言的基本结构，除非指示转 移，否则计算机自动以语句编写的顺序一句 一句地执行C语句。
三种基本结构的特点
•1 •2 •3
•4
只有一个入口 只有一个出口 结构内的每一部分都有机会被执行到
结构内没有死循环
A p A B
顺序结构的流程图符号
a
A A B b B
传统流程图
N-S流程图
选择结构的流程图符号
成立 p 不成立 成立 p 不成立
A
B
A
传统流程图
选择结构的流程图符号（续）
p
成立 不成立
• 3. 函数调用语句 • 由函数调用加上分号组成。 • 4.复合语句是由一对花括号{ }括起的若干个语句， 语法上可以看成是一个语句。复合语句中最后一个 语句的分号不能省略。例如下面是一个复合语句： • { z = x； • x = y； • y =z; • }
• 凡是单一语句可以存在的位置，均可以使用复合语 句。复合语句用在语法上是单一语句，而相应操作 需多条语句描述的情况。
【例3.6】 字符串的输入和输出。 #include <stdio.h> main( ) { char str［80］; gets(str); puts(str); }
当输入为“How are you?‖，则输出为： How are you?
3.5.3 格式输入与输出___格式输出函数
格式：printf(“格式控制串”，输出表) 功能：按指定格式向显示器输出数据 返值：正常，返回输出字节数；出错，返回EOF(-1)
• • • • • • • • •
3.1.2 算法的评价标准 1. 正确性 对任何合法的输入，算法都会得出正确的结果。 2. 可读性 可读性指算法被理解的难易程度。 3. 健壮性（鲁棒性） 健壮性即对非法输入的抵抗能力。 4. 高效率与低存储量需求 通常，效率指的是算法执行时间；存储量指的是算 法执行过程中所需的最大存储空间，两者都与问题 的规模有关。二者往往是一对矛盾，常常可以用空 间换时间，也可以用时间换空间。