浙江版高中信息技術(shù)復(fù)習(xí)教學(xué)專題二算法與程序基礎(chǔ)課件

第一部分信息技術(shù)

專題二算法與程序基礎(chǔ)高考

技術(shù)浙江省專用考點一算法的概念及描述一、算法的概念1.算法的定義廣義地講,“算法”指的是解決問題或完成任務(wù)的一系列步驟。在計算機科學(xué)領(lǐng)域

內(nèi),“算法”指的是用計算機解決問題的步驟,是為了解決問題而需要讓計算機有序

執(zhí)行的、無歧義的、有限步驟的集合。2.算法的特征(1)有窮性:一個算法的處理步驟必須是有限的。(2)可行性:每一步的操作與要求都是可行的,并且能夠在有限時間內(nèi)完成。(3)確定性:每一步的執(zhí)行描述必須是明確的。(4)0個或多個輸入:算法執(zhí)行時,初始數(shù)據(jù)可以從外界輸入,也可以包含在算法之內(nèi)。(5)1個或多個輸出:算法必須有問題求解的結(jié)果,包含至少一個輸出。3.算法的要素(1)數(shù)據(jù):明確初始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)及結(jié)果數(shù)據(jù)。(2)運算:明確每一步的運算是什么、對哪些數(shù)據(jù)進行運算。(3)控制轉(zhuǎn)移:根據(jù)數(shù)據(jù)或運算結(jié)果的特點進行不同的處理。二、算法的描述1.用自然語言描述算法用自然語言描述算法通俗易懂,且不需要進行專門的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。但也容易產(chǎn)生歧

義,描述比較煩瑣。2.用流程圖描述算法(1)特點:結(jié)構(gòu)清晰、寓意明確。(2)流程圖基本圖形及其功能:圖形名稱功能

開始/結(jié)束符表示算法的開始或結(jié)束

輸入/輸出框表示數(shù)據(jù)的輸入或輸出

處理框表示算法中數(shù)據(jù)的運算處理

判斷框表示算法中的條件判斷

流程線表示算法中的流向

連接點表示算法中的轉(zhuǎn)接3.用偽代碼描述算法偽代碼的表示方法沒有統(tǒng)一、嚴格的規(guī)定,只要定義合理、表達正確即可。4.用計算機程序設(shè)計語言描述算法可用Python、Java、C++等計算機語言描述。考點二算法的控制結(jié)構(gòu)1.順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)指的是算法中各個步驟按照先后順序依次執(zhí)行的結(jié)構(gòu)。2.分支結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)先進行條件判斷,再根據(jù)判斷結(jié)果分別執(zhí)行不同處理的控制結(jié)構(gòu)(也稱選擇

結(jié)構(gòu))。3.循環(huán)結(jié)構(gòu)算法執(zhí)行過程中,在條件控制下,某些操作步驟需要重復(fù)執(zhí)行(循環(huán))的控制結(jié)構(gòu)。4.三種基本結(jié)構(gòu)的流程圖順序結(jié)構(gòu)

分支結(jié)構(gòu)(選擇結(jié)構(gòu))

循環(huán)結(jié)構(gòu)

考點三用算法解決問題的過程

考點四用計算機編程解決問題的一般過程1.計算機編程解決問題的一般過程(1)抽象與建模。(2)設(shè)計算法。(3)編寫程序。(4)調(diào)試運行程序。2.算法和程序的關(guān)系程序描述算法,算法是程序的靈魂,程序是算法的表示方式之一?？键c五Python語言程序設(shè)計1.編程環(huán)境編程使用集成開發(fā)環(huán)境(IDE)。一般包括代碼編輯器、調(diào)試器和圖形用戶界面工具。2.Python常見數(shù)據(jù)類型Python常用數(shù)據(jù)類型有整型、實型、字符串型、布爾型。3.Python的基本運算與表達式(1)基本運算:算術(shù)運算、關(guān)系運算和邏輯運算三大類。(2)表達式:變量、常量、運算符和圓括號等按一定的規(guī)則組合構(gòu)成一個表達式。4.變量與賦值(1)變量:在程序運算過程中變量的值可以改變。為了能對變量進行訪問需要對變量進

行命名。在Python中,變量名可以由字母、數(shù)字、下劃線組成,但不能以數(shù)字開頭,而

且字母區(qū)分大小寫,同時不能使用保留字。(2)賦值運算符:“=”“-=”“+=”“*=”“/=”“%=”等。5.字符串、列表和字典(1)字符串①字符串可用單引號、雙引號或三引號表示;②字符串是不可變對象;③通過索引來

訪問字符串的字符;④通過切片操作可以獲得字符串的一個子串。(2)列表①用方括號“[]”表示,元素之間用逗號“,”分隔;②由0個或多個元素組成的序列,其

中的元素可以是數(shù)字、字符串、其他列表等混合類型的數(shù)據(jù);③列表的大小是可變

的,可以根據(jù)需要擴大或縮小;④列表中的元素可通過索引來定位。(3)字典①字典可包含多個元素,每個元素包含兩部分內(nèi)容:鍵和值;②鍵常用字符串或數(shù)值表

示,值可以是任意類型的數(shù)據(jù);③鍵和值兩者一一對應(yīng),且每個鍵只能對應(yīng)一個值;④字

典中的元素是沒有順序的,引用元素時以鍵為索引。6.順序結(jié)構(gòu)的程序?qū)崿F(xiàn)(1)順序結(jié)構(gòu)的程序代碼執(zhí)行方式是自上而下、依次執(zhí)行的。(2)在Python中,“#”后面的內(nèi)容為注釋,主要對代碼說明,并不執(zhí)行。(3)Python常見的內(nèi)建函數(shù)函數(shù)描述print(x)輸出x的值input([prompt])獲取用戶輸入int(object)將字符串和數(shù)字轉(zhuǎn)換成整型float(object)將字符串和數(shù)字轉(zhuǎn)換成實型abs(x)返回x的絕對值help()提供交互式幫助len(seq)返回序列的長度str(x)將x轉(zhuǎn)換成字符串chr(x)返回x對應(yīng)的字符ord(x)返回x對應(yīng)的ASCII值round(x[,n])對x進行四舍五入(如果給定n,就將數(shù)x轉(zhuǎn)換為小數(shù)點后有n位的數(shù))max(s,[,args...])返回序列的最大值(如果給定多個參數(shù),則返回給定參數(shù)中的最大值)min(s,[,args...])返回序列的最小值(如果給定多個參數(shù),則返回給定參數(shù)中的最小值)7.分支結(jié)構(gòu)的程序?qū)崿F(xiàn)(1)分支結(jié)構(gòu)的三種結(jié)構(gòu)①單分支選擇結(jié)構(gòu)。②雙分支選擇結(jié)構(gòu)。③多分支選擇結(jié)構(gòu)。(2)Python的縮進①Python對縮進有嚴格要求,可以根據(jù)縮進來判斷語句的從屬關(guān)系。②一般將語句塊縮進4個空格。8.循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序?qū)崿F(xiàn)(1)for語句的格式for<變量>in<序列>:<循環(huán)體>[else:<語句塊>]for語句通過遍歷序列中的元素實現(xiàn)循環(huán),并通過序列的元素數(shù)量來控制循環(huán)次數(shù)。(2)while語句的格式while<條件>:<循環(huán)體>while循環(huán)時,首先判斷條件是不是真,如果為真,執(zhí)行一次循環(huán)體,再次判斷條件是不是

真,如果仍為真,那么再執(zhí)行一次循環(huán)體,以此類推,直到條件為假時退出while語句。(3)range函數(shù)range函數(shù)由三個參數(shù)(起始值、終值、步長)來決定序列中元素的個數(shù)和范圍。(4)break語句break語句用來強行退出循環(huán)。9.函數(shù)與模塊(1)定義函數(shù)的語法def函數(shù)名(參數(shù)集合):<函數(shù)體>[return函數(shù)值](2)Python的內(nèi)置模塊①math模塊(數(shù)學(xué)中的常見運算)。②random模塊(生成隨機數(shù))。③Image模塊(對圖像的一些常用操作)。(3)模塊導(dǎo)入import語句或from-import語句。考點六簡單算法及其程序?qū)崿F(xiàn)1.解析算法及其程序?qū)崿F(xiàn)(1)基本思想根據(jù)問題的前提條件與所求結(jié)果之間的關(guān)系,找出求解問題的數(shù)學(xué)表達式,并通過表

達式的計算來實現(xiàn)問題的求解。(2)解題思路

2.枚舉算法及其程序?qū)崿F(xiàn)(1)基本思想把問題所有可能的解一一列舉,然后判斷每一個列舉出的可能解是不是正確的解。(2)三個主要環(huán)節(jié)枚舉解(循環(huán)語句),篩選解(條件判斷),輸出解(或統(tǒng)計解的個數(shù))。(3)枚舉算法的優(yōu)化盡可能縮小解的列舉范圍。考向一算法的概念及描述1.算法簡單地說就是解決問題的方法和步驟。具體是從實際生活出發(fā),根據(jù)算法的概

念與特征,運用恰當?shù)拿枋龇椒ê涂刂平Y(jié)構(gòu)來表示算法,先根據(jù)實際問題進行抽象與

建模,然后完成算法的設(shè)計與描述。2.在描述算法時,一般采用自然語言、流程圖、偽代碼和計算機程序語言四種方式。

其中自然語言在描述算法時,會逐漸形成一些約定俗成的規(guī)定,如用“輸出”表示最

終的結(jié)果,用變量表示可能會發(fā)生改變的數(shù)據(jù)。例1下列有關(guān)算法與程序的關(guān)系敘述中正確的是

(

)A.算法是對程序的描述B.算法決定程序,是程序設(shè)計的核心C.算法是唯一的,程序可以多種D.程序決定算法,是算法設(shè)計的核心

解析

程序是對算法的描述;解決一個問題可以有多種算法,一種算法可以用多種語言編寫程序;算法是程序設(shè)計的核心。

答案B1.(2022桐鄉(xiāng)期中,1)下面關(guān)于算法的描述,正確的是

(

)A.一個算法只能有一個輸入B.算法只能用流程圖來表示C.一個算法的執(zhí)行步驟可以是無限的D.一個完整的算法,不管用什么方法來表示,都至少有一個輸出結(jié)果答案

D

2.(2022桐鄉(xiāng)期中,2)某算法用偽代碼描述如下:輸入兩個互不相等的自然數(shù)x,y即練即清ifx>ythenx←x+y,y←x-y,x←x-y輸出x,y關(guān)于上述算法,下列說法正確的是

(

)A.該算法無法用流程圖來描述B.該算法運用了循環(huán)結(jié)構(gòu)的控制轉(zhuǎn)移C.該算法實現(xiàn)了從小到大輸出兩個自然數(shù)D.該算法不符合“可行性”特征答案

C

考向二算法的控制結(jié)構(gòu)1.順序結(jié)構(gòu):每個步驟按照算法中出現(xiàn)的順序依次執(zhí)行;每個步驟一定會被執(zhí)行一次,

而且只執(zhí)行一次。2.分支結(jié)構(gòu):首先進行條件判斷,根據(jù)條件滿足與否來決定執(zhí)行哪個分支;在一個分支

結(jié)構(gòu)中,必定有一個分支被執(zhí)行,其他的分支則被忽略。3.循環(huán)結(jié)構(gòu):在條件控制下的一種可控的重復(fù);循環(huán)結(jié)束后,將接著執(zhí)行循環(huán)后面的語

句;假如條件始終滿足,且中間沒有語句提前跳出循環(huán),那么循環(huán)體將一直執(zhí)行,此時會

陷入“死循環(huán)”。例2

(2023名校協(xié)作體測試,7)某算法的流程圖如圖所示,執(zhí)行該流程,若依次輸入整數(shù)

15,21,則輸出p的值是

(

)A.3B.15C.63D.105

解析

本題考查流程圖的相關(guān)知識。kpp%n!=0121Y242Y363Y484Y5105N最終輸出p的值為105。

答案D1.(2023百校聯(lián)考,6)某算法的部分流程圖如圖所示。執(zhí)行這部分流程,若輸入n的值為7

0,則輸出cnt的值為

(

)

即練即清A.3B.4C.5D.6答案

C

2.(2023北斗星盟聯(lián)考,7)某算法的部分流程圖如圖所示,若初始時s=“”,輸入x的初值

為整數(shù)19,執(zhí)行這部分流程后,下列說法正確的是

(

)

A.流程圖是表示該算法的唯一方法B.“x>0”這個條件判斷執(zhí)行了5次C.變量x的終值小于0D.變量s的終值為“01100”答案

D

考向三用算法解決問題的過程用計算機解決問題時,由于實際問題情境的復(fù)雜性,需要先對實際問題進行抽象與建

模,再根據(jù)建立的計算模型設(shè)計算法,并將算法用合適的方式加以準確描述。例3某景區(qū)使用了游客人數(shù)控制系統(tǒng)來控制景區(qū)內(nèi)的游覽人數(shù),該系統(tǒng)在景區(qū)的各

個入口和出口分別統(tǒng)計人數(shù),并匯總計算得出景區(qū)內(nèi)的大致人數(shù),該過程所屬的計算

機解決問題的環(huán)節(jié)為

(

)A.抽象建模B.設(shè)計算法C.編寫程序D.調(diào)試運行程序

解析

控制系統(tǒng)已經(jīng)可以統(tǒng)計人數(shù),所以屬于調(diào)試運行程序。

答案D1.設(shè)計流程圖應(yīng)該在計算機編程解決問題的哪一步完成

(

)A.抽象建模B.設(shè)計算法C.編寫程序D.調(diào)試運行程序答案

B

2.用計算機編程解決問題的首要步驟是

(

)A.抽象建模B.設(shè)計算法C.編寫程序D.調(diào)試運行程序答案

A

即練即清考向四

用計算機編程解決問題的一般過程計算機已成為人們解決問題的重要工具,但由于現(xiàn)實問題的多樣性,并不是所有的問

題都可以用現(xiàn)成的計算機程序來解決。因此,針對這些問題,需要通過抽象與建模、

設(shè)計算法、編寫計算機程序來解決。例4用計算機編程解決問題的一般過程有:①編寫程序②設(shè)計算法③調(diào)試運行程序

④抽象與建模,上述步驟的正確順序是

(

)A.②①③④B.②①④③C.④②①③D.④①②③

解析

本題主要考查用計算機編程解決問題。用計算機編程解決問題的一般過程是:先抽象與建模,然后設(shè)計具體算法,其次用某種語言編寫程序,最后調(diào)試運行程序。

答案C考向五Python語言程序設(shè)計一、常見的賦值方法賦值方法含義a=10將數(shù)值10賦值給變量aa,b=1,2將數(shù)值1賦值給變量a,將數(shù)值2賦值給變量ba,b='AB'將字符'A'賦值給變量a,將字符'B'賦值給變量ba=b=c=10將數(shù)值10分別賦給變量a,b,ca+=1將變量a的值加1,與“a=a+1”等價[a,b]=[10,20]將數(shù)值10賦值給a,將數(shù)值20賦值給b二、Python的基本運算優(yōu)先級1.算術(shù)運算符運算符***///%+-優(yōu)先級12222332.關(guān)系運算符運算符><>=<===!=in優(yōu)先級44444453.邏輯運算符運算符notandor優(yōu)先級678

注意

數(shù)字越大,優(yōu)先級越低,優(yōu)先級相等時,按照自左向右的順序執(zhí)行。三、字符串索引方式包括正索引和負索引,下面以字符串“abcdef”為例。字符串元素“a”“b”“c”“d”“e”“f”正索引012345負索引-6-5-4-3-2-11.通過索引訪問字符串中單個字符例:字符串sname="姚明的身高",則sname[0]="姚",sname[1]="明"。2.通過字符串的切片操作可以獲得字符串的一個子串格式為:字符串名[start:end:step],step缺省時默認為1,start缺省時,默認為0。例:字符串sname="姚明的身高",則sname[0:2]="姚明"。四、列表以列表list=[1,2,3,4,5,6]為例。1.訪問單個元素例:list[0]=1(正索引);list[-1]=6(負索引)。2.訪問完整對象例:list[:]=[1,2,3,4,5,6](從左往右);list[::]=[1,2,3,4,5,6](從左往右);list[::-1]=[6,5,4,3,2,1](從右往左)。3.訪問部分元素列表的切片形式為list[i:j:k],i為起始位置索引(包含),默認為0,j為終止位置索引(不含),

默認至序列尾;k為切片間隔,默認為1。i,j,k使用默認值時可省略。如aa=["姚明","身高","2.26m"],則aa[0:2]=["姚明","身高"]。五、字典鍵和值在字典中以成對的形式出現(xiàn),并以如下方式標記:d={key1:value1,key2:value2,

…}。六、分支結(jié)構(gòu)1.語句塊是一行或放在一起的多行語句,一般通過行縮進來標識。同一個if語句中,

if、else下方的語句塊必須采用相同的縮進。2.分支結(jié)構(gòu)的條件只判斷一次,符合條件的語句塊也只執(zhí)行一次。七、循環(huán)語句1.for循環(huán)語句(1)for循環(huán)語句通過次數(shù)來控制循環(huán)的執(zhí)行過程,即循環(huán)的次數(shù)可預(yù)先計算出。(2)for循環(huán)語句通過遍歷序列的元素來建立循環(huán)結(jié)構(gòu),針對序列的每一個元素執(zhí)行一

次循環(huán)體。2.while循環(huán)語句(1)在while循環(huán)前應(yīng)對變量賦初值。(2)循環(huán)變量的變化要在循環(huán)體內(nèi)通過賦值語句來實現(xiàn)。3.break語句和continue語句(1)break語句用來強行退出循環(huán),即當循環(huán)條件為真或序列沒有遍歷完時,可以用break語句實現(xiàn)中途退出循環(huán)。(2)continue語句在循環(huán)結(jié)構(gòu)中執(zhí)行時,并不會退出循環(huán)結(jié)構(gòu),而是立即結(jié)束本次循環(huán),重

新進入下一輪循環(huán),也就是說,跳過循環(huán)體中在continue語句之后的所有語句,繼續(xù)下一

輪循環(huán)。八、函數(shù)與模塊1.math模塊中的常用常數(shù)與函數(shù)名稱含義math.e自然常數(shù)emath.pi圓周率πmath.ceil(x)對x向上取整,比如x=1.2,返回2math.floor(x)對x向下取整,比如x=1.2,返回1math.pow(x,y)指數(shù)運算,得到x的y次方math.log(x)對數(shù),默認底數(shù)為emath.sin(x)正弦函數(shù)math.cos(x)余弦函數(shù)math.tan(x)正切函數(shù)math.degrees(x)弧度轉(zhuǎn)換成角度math.radians(x)角度轉(zhuǎn)換成弧度2.random模塊中的常用函數(shù)名稱含義random.random()隨機生成一個[0,1)范圍內(nèi)的實數(shù)random.uniform(a,b)隨機生成一個[a,b]范圍內(nèi)的實數(shù)random.randint(a,b)隨機生成一個[a,b]范圍內(nèi)的整數(shù)random.choice(seq)從序列的元素中隨機挑選一個元素,比如:random.

choice(range(10)),從0到9中隨機挑選一個整數(shù)random.sample(seq,k)從序列中隨機挑選k個元素random.shuffle(seq)將序列的所有元素隨機排序例5

(2023余姚期中,11)字典data中存儲了如下數(shù)據(jù):{"課程":["舞蹈","Python","數(shù)

學(xué)"],"地點":["舞蹈房","計算機房","教室"],"時長":["60分鐘","40分鐘","90分鐘"]},若

將"數(shù)學(xué)"課的時長調(diào)整為"70分鐘",以下操作可行的是

(

)A.data[2][2]="70分鐘"B.data["時長"][-1]="70分鐘"C.data[-1][2]="70分鐘"D.data["時長"][3]="70分鐘"

解析

本題主要考查字典數(shù)據(jù)類型。字典是按key取值,即字典[鍵名],返回鍵名對應(yīng)的值;當查找的key不在字典內(nèi)時會報錯。若將"數(shù)學(xué)"課的時長調(diào)整為"70分鐘",表

達式可以是data["時長"][-1]="70分鐘"或data["時長"][2]="70分鐘",故選B。

答案B1.(2023余姚期中,8)以下不可以作為Python變量名的是

(

)A.trueB._abC.stuD.1_stu答案

D

2.(2023桐鄉(xiāng)一中月考,14)下列Python表達式的值為True的是

(

)A.not(7//3==2or8<5)B.chr(ord("a")+3)>max("e","b","d")C."6"+"2">"16"+"9"D.int(-3.927)==round(-3.927,0)即練即清答案

C

3.(2023寧波九校期末,11)有如下Python程序段:s="bbccbcc";key="bc";new="cb"i=0whilei<=len(s)-len(key):ifs[i:i+len(key)]==key:s=s[:i]+new+s[i+len(key):]i=0else:i=i+1執(zhí)行該程序段后,變量s的值為

(

)A.ccbbcbcB.cccbbbbC.ccccbbbD.ccccbbbb答案

C

4.(2023湖州期末,8)為全力做好亞運保障,杭州市政府推出了智能排水系統(tǒng),依托低功

耗嵌入式AI的毫米波雷達、超聲雷達測速測距技術(shù)以及精準流量模型,不僅能在線監(jiān)

測實時降雨、管網(wǎng)水位、出水水量等信息,還能實時感知重點區(qū)域地表積水、窨井蓋

異位等情況,可實現(xiàn)地下污水管網(wǎng)漏損和淤積提前預(yù)警。該系統(tǒng)中測速測距傳感器的編碼方式如圖所示。

若用字符串s存儲該編碼,則獲取“市轄區(qū)”的Python表達式是

(

)A.s[3:4]B.s[3:5]C.s[2:3]D.s[2:4]答案

D

考向六簡單算法及其程序?qū)崿F(xiàn)1.解析算法建立正確的數(shù)學(xué)模型,即寫出正確的數(shù)學(xué)表達式;使用Python表達式來表示數(shù)學(xué)表達

式。2.枚舉算法(1)三要素:枚舉范圍、枚舉對象和判斷條件(2)優(yōu)缺點:優(yōu)點主要有算法是現(xiàn)實生活中問題的直譯,比較直觀,易于理解;窮舉所有的

基本情況,因此算法的正確性比較容易證明。缺點是效率比較低。例6

(2023杭州期中,15)某加密程序的代碼如下:s1=input("請輸入明文:")q="1357902468";s2=""forchins1:if"0"<=ch<="9":s2+=q[int(ch)]elif"a"<=ch<="z":s2+=chr((ord(ch)-ord("a"