第講程序設計基礎教學課件

第講程序設計基礎1、紀律是管理關系的形式?！⒎{西耶夫2、改革如果不講紀律，就難以成功。3、道德行為訓練，不是通過語言影響，而是讓兒童練習良好道德行為，克服懶惰、輕率、不守紀律、頹廢等不良行為。4、學校沒有紀律便如磨房里沒有水。——夸美紐斯5、教導兒童服從真理、服從集體，養(yǎng)成兒童自覺的紀律性，這是兒童道德教育最重要的部分。——陳鶴琴第講程序設計基礎第講程序設計基礎1、紀律是管理關系的形式?！⒎{西耶夫2、改革如果不講紀律，就難以成功。3、道德行為訓練，不是通過語言影響，而是讓兒童練習良好道德行為，克服懶惰、輕率、不守紀律、頹廢等不良行為。4、學校沒有紀律便如磨房里沒有水?！涿兰~斯5、教導兒童服從真理、服從集體，養(yǎng)成兒童自覺的紀律性，這是兒童道德教育最重要的部分?！慂Q琴第九章

程序設計基礎計算機基礎知識29.1算法與程序設計概述2021/3/209.1.1程序的概念9.1.2算法的概念及特征1)算法的特征2)算法的評價9.1.3算法的表示方法1)用自然語言表示2)用傳統(tǒng)流程圖表示3)N-S流程圖4)用偽代碼表示9.1.4簡單的程序設計實例(下一講)9.1算法與程序設計計算機基礎知識32021/3/20計算機中的程序與日常生活中的程序的概念是類似的，只不過執(zhí)行日常生活程序的主體是人，而執(zhí)行計算機程序的主體是計算機。計算機程序就是要由計算機進行解釋和執(zhí)行的程序。它表示的是計算機處理事務的時間順序和處理問題的步驟。程序只能由計算機可以解釋和執(zhí)行的基本操作組成，組成計算機程序的基本單位一般稱為指令，因此簡單的說，程序就是事先編制好的具有特定功能的指令序列。9.1.1程序的概念62、程序設計既然程序是按一定次序編排的指令序列，那么編寫指令序列的過程就是程序設計。用什么來編寫指令序列？由于指令序列是給計算機執(zhí)行的，因此這些指令應該是以計算機能夠理解的語言表示的，這種語言就是程序設計語言?，F(xiàn)在能夠充當人和計算機之間的交流工具的，就是計算機語言，包括各種命令語言和程序設計語言，主要是程序設計語言。9.1.1程序的概念7*例1的FoxPro程序A=4.346B=-51.24C=8X1=(-B+SQRT(B*B-4*A*C))/(2*A)X2=(-B-SQRT(B*B-4*A*C))/(2*A)?"X1=",X1?"X2=",X29.1.1程序的概念8*例2的FoxPro程序INPUT"輸入數(shù)據(jù)到A"TOAINPUT"輸入數(shù)據(jù)到B"TOBINPUT"輸入數(shù)據(jù)到C"TOCIFB*B-4*A*C>=0X1=(-B+SQRT(B*B-4*A*C))/(2*A)X2=(-B-SQRT(B*B-4*A*C))/(2*A)?"X1=",X1?"X2=",X2ELSE?"無實數(shù)解!!"ENDIF9.1.1程序的概念9*例3的C語言程序#include<math.h>main(){floata,b,c,p,area;scanf("%f,%f,%f",&a,&b,&c);if((a+b>c)&&(a+c>b)&&(b+c>a)){p=(a+b+c)/2.0;area=sqrt(p*(p-a)*(p-b)(p-c));printf("a=%7.2f,b=%7.2f,c=%7.2f,p=%7.2f\n,a,b,c,p);printf("area=%7.2f\n,area);}elseprintf("abc不能構(gòu)成三角形!!!");}9.1.1程序的概念10*例4的FoxPro程序sum=0n=10dowhilen<200ifmod(n,3)=0andint(n/5)<>n/5s=s+nendifstorn+1tonenddo5,10say"10~200內(nèi)被3整除但不能被5整除的所有數(shù)據(jù)之和為:"+str(s,5)9.1.1程序的概念111、算法的概念所謂算法是指解題方案的準確而完整的描述。算法是程序的靈魂，計算機程序設計的實質(zhì)是算法的設計。自從計算機廣泛用于解決現(xiàn)實問題以來，人們積累了大量的算法，這些算法是前人思想的結(jié)晶，也是新算法產(chǎn)生的基礎。學習和研究這些算法，對解決實際問題，以及研究新的算法都是極為必要的。每個算法實際上是按解題要求從所有的指令系統(tǒng)操作中選擇合適的操作所組成的一組指令序列。因此，計算機算法就是計算機能處理的操作所組成的指令序列。9.1.2算法的概念及特征12一個算法的功能不僅取決于所選用的操作，而且還與各操作之間的執(zhí)行順序有關。算法中各操作間的執(zhí)行順序稱為算法的控制結(jié)構(gòu)2、算法的基本要素一個算法通常由兩種基本要素組成，一是對數(shù)據(jù)對象的運算和操作，二是算法的控制結(jié)構(gòu)。一個算法的運算操作或控制結(jié)構(gòu)無論是簡單還是復雜，一般必須滿足以下五個重要特性：有窮性、確定性、可行性、輸入、輸出9.1.2算法的概念及特征131）有窮性對于任意一組合法輸入值，在執(zhí)行有窮步驟之后一定能結(jié)束，即：算法中的每個步驟都能在有限時間內(nèi)完成。2）確定性對于每種情況下所應執(zhí)行的操作，在算法中都有確切的規(guī)定，使算法的執(zhí)行者或閱讀者都能明確其含義及如何執(zhí)行。并且在任何條件下，算法都只有一條執(zhí)行路徑。3）可行性算法中的所有操作都必須足夠基本，都可以通過已經(jīng)實現(xiàn)的基本操作運算有限次實現(xiàn)之。4）輸入一個算法有零個或多個輸入。5）輸出一個算法有一個或多個有效信息的輸出。9.1.2算法的概念及特征143、算法的評價（算法復雜度）解決同一個問題的算法可以有多種，不同人員的設計不盡相同，其效率也存在差別，一個不好算法可能導致程序要運行幾天、幾個月甚至幾年，一個好的算法可能只要幾分種、幾秒鐘就可以完成。在設計算法時，應當遵循以下原則:首先是保證算法的正確性其次要具有良好的可讀性第三，算法應具有健壯性第四，算法執(zhí)行時間的高效性第五，降低對存儲空間的需求9.1.2算法的概念及特征15一般而言，方法有優(yōu)劣之分，算法的優(yōu)劣可以有多種不同的評價標準。例如，可以從時間上來評價，也可以從空間上來評價，或者從其他的角度來評價。人們當然愿意選擇較優(yōu)的算法。因此，為了有效解題，不僅需要保證算法的正確性，還要考慮算法的質(zhì)量，選擇合適的算法。從時間上來評價算法的優(yōu)劣，即執(zhí)行時間短的算法效率高,用算法的時間復雜度來度量。所謂算法的時間復雜度是指執(zhí)行算法所需要的計算工作量?？梢杂盟惴ㄔ趫?zhí)行過程中所需基本運算的執(zhí)行次數(shù)來度量算法的工作量。9.1.2算法的概念及特征16例如，求1+2+…+100的結(jié)果，有人是先求1+2，再把和加上3，再加4，……，一直加到100；而高斯采取的辦法是，先將這100個數(shù)分為若干個組：(100)、(1,99)、(2,98)、……、(49,51)、(50)，前面50個組每個組的和都是100，因此結(jié)果為50*100+50。當然還有其他的方法。從空間上來評價即為算法所需輔助空間越少越好,用算法的空間復雜度來度量。一個算法的空間復雜度，一般是指執(zhí)行這個算法所需要的內(nèi)存空間。一個算法所占用的存儲空間包括算法程序所占的空間、輸入的初始數(shù)據(jù)所占的存儲空間以及算法執(zhí)行過程中所需要的額外空間。9.1.2算法的概念及特征171)用自然語言表示（教材中有例）2)用傳統(tǒng)流程圖表示3)N-S流程圖4)用偽代碼表示【例】求1+2+…+100的和，算法描述如下。①將1賦值給x。②將2賦值給y。③將x與y相加，結(jié)果存放在x中。④將y加1，結(jié)果存放在y中。⑤若y大于100，則輸出結(jié)果x，算法結(jié)束，否則轉(zhuǎn)步驟③，算法繼續(xù)執(zhí)行。9.1.3算法的表示方法18【例】求1+2+…+100的和，算法描述二：①i←1，sum←0（即將1賦值給i，0賦值給sum）。②sum←sum+i（即將sum+i的結(jié)果保存到sum中）。③i←i+1。④判斷是否i≤100，如果是，轉(zhuǎn)到步驟②，否則，轉(zhuǎn)到步驟⑤。⑤輸出sum的值，算法結(jié)束。9.1.3算法的表示方法192)用傳統(tǒng)流程圖表示傳統(tǒng)流程圖是用規(guī)定的一組圖形符號、流程線和文字說明來表示各種操作的算法表示方法。9.1.3算法的表示方法處理框判斷框輸入輸出框連接點流程線起止框202)用傳統(tǒng)流程圖表示在算法設計中常用到三種基本流程控制結(jié)構(gòu)，即順序、分支和循環(huán)結(jié)構(gòu)。①順序結(jié)構(gòu)。每一個基本的處理單位順序地被執(zhí)行，9.1.3算法的表示方法FT條件AB②分支結(jié)構(gòu)。又稱作選擇結(jié)構(gòu)，根據(jù)邏輯條件的成立與否，選擇執(zhí)行不同的處理，當邏輯條件成立時，執(zhí)行處理A，否則執(zhí)行處理B。212)用傳統(tǒng)流程圖表示③循環(huán)結(jié)構(gòu)。當邏輯條件成立時，反復執(zhí)行處理A，直到邏輯條件不成立時結(jié)束（左）。9.1.3算法的表示方法FTA條件TFTA條件222)用傳統(tǒng)流程圖表示求1到100的自然數(shù)的和流程圖9.1.3算法的表示方法FT開始sum←0，i←1sum←sum+ii>100?輸出sum結(jié)束234)用偽代碼表示⑴賦值①給一個變量賦值變量名←表達式例s←12x←s*6.2+8②給多個變量賦相同的值變量名，變量名，變量名←表達式例x,y,z←3.5s,t←x+y9.1.3算法的表示方法244)用偽代碼表示⑵從鍵盤上輸入數(shù)據(jù)到一個變量input“數(shù)據(jù)類型”to變量名例INPUT“姓名”TOXMINPUT“數(shù)值數(shù)據(jù)”TOS⑶輸出一個或多個結(jié)果值output[“結(jié)果提示”,]表達式[，表達式……]例OUTPUT“二次方程式的根為：”,X,Youtput“1~100的數(shù)據(jù)和S=：”,sOUTPUTS9.1.3算法的表示方法254)用偽代碼表示⑷分支9.1.3算法的表示方法①單分支if<條件>

語句組endif②雙分支if<條件>

語句組Aelse語句組Bendif264)用偽代碼表示⑷分支9.1.3算法的表示方法③多分支（可省略）DOCASECASE<條件1>

語句組1CASE<條件2>

語句組2……CASE<條件N>

語句組NOTHER

語句組N+1ENDCASE【注】邏輯運算符3個：

NOTANDOR274)用偽代碼表示⑸循環(huán)9.1.3算法的表示方法①DOWHILE/ENDDO結(jié)構(gòu)(當條件為真時執(zhí)行循環(huán)體)DOWHILE<條件>循環(huán)體ENDDO②FOR/NEXT結(jié)構(gòu)(不超越終值時執(zhí)行循環(huán)體)FOR循環(huán)控制變量=初值(表達式)TO終值(表達式)STEP步長值(表達式)

循環(huán)體NEXT28綜合舉例：【例1】求數(shù)列1,1,2,3,5,8,13,21……前30項的數(shù)據(jù)和。X，Y←1N，S←2DOWHILEN＜30G←X+YX←YY←GS←S+YN←N+1ENDDOOUTPUT“數(shù)列1,1,2,3,5,8,13,21……前30項的數(shù)據(jù)和S=”,SOUTPUT“數(shù)列當前項為”,N9.1.3算法的表示方法29【例2】從鍵盤上任意輸入十個非負數(shù)據(jù)，求平均值。sum←0count←1dowhilecount≤10input“輸入數(shù)值數(shù)據(jù)”tox