程序設(shè)計導(dǎo)學(xué).ppt

1、程序設(shè)計基礎(chǔ),先修課程：計算機(jī)文化基礎(chǔ),輔導(dǎo)教師 杜彪 email: 個人主頁,網(wǎng)上資源,浙江電大程序設(shè)計基礎(chǔ)課程資料 瑞安電大的網(wǎng)上學(xué)苑 浙江電大在線 瑞安電大杜彪老師個人主頁 課程學(xué)習(xí),程序設(shè)計基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué),在學(xué)習(xí)本課程之前，先討論一個問題：編一個程序，輸入10個整數(shù)，找出10個整數(shù)中最大的數(shù)并輸出。,例如有 45 68 32 -12 87 25 56 42 98 76,程序設(shè)計方法之一：分而治之,在計算機(jī)內(nèi)存中定義存放10個整數(shù)的空間和存放最大數(shù)的空間； 輸入10個整數(shù)； 找出10個整數(shù)中最大的數(shù),并保存； 輸出這個最大的數(shù)。,所謂分而治之，是將一個大問題分解成若干個容易解決的小問題并解決它

2、。對于這個問題可編寫程序如下：,問題一：如何存放10個數(shù),根據(jù)馮.諾依曼結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)是事先存放在內(nèi)存中的，所以這10個數(shù)是事先放在內(nèi)存中； 這10個數(shù)的數(shù)據(jù)類型相同，都是整數(shù)； 這10個數(shù)順序存放，一個緊接一個。,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計的前提,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu) 邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)之間在邏輯上的關(guān)系，包括線性結(jié)構(gòu)(線性表，棧，隊列)和非線性結(jié)構(gòu)(樹，圖) 物理結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在計算機(jī)中的存儲結(jié)構(gòu)，包括數(shù)組和鏈表,后續(xù)知識： 數(shù)組可表示線性表，棧，隊列，二叉樹；二維數(shù)組可表示圖； 鏈表可表示線性表，棧，隊列，樹，圖； 數(shù)組和鏈表在表示數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)時各有優(yōu)缺點(diǎn)。,數(shù)組最常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)組是由若干個

3、類型相同的元素組成；元素的類型決定數(shù)組的類型； 每個數(shù)組有一個數(shù)組名； 數(shù)組中元素在內(nèi)存中是按順序存放的，元素的順序標(biāo)號稱為數(shù)組的下標(biāo)； C語言中數(shù)組的下標(biāo)從0開始，最后一個元素的下標(biāo)為n-1 (n是數(shù)組中元素的個數(shù))。,例如，數(shù)組名為A，有10個元素，第一個元素為A0；最后一個元素為A9；,計算機(jī)語言程序設(shè)計時人與計算機(jī)的交流工具,所謂語言，是由一些符號根據(jù)一定的語法規(guī)則所組成的集合，人類的語言由句子組成，計算機(jī)語言由語句組成； 計算機(jī)語言包括機(jī)器語言，匯編語言和高級語言三大類。機(jī)器語言由二進(jìn)制的指令組成，可直接執(zhí)行，但編寫和閱讀不方便；如果把機(jī)器指令和英文縮寫一一對應(yīng)，便形成匯編語言；于是

4、，人們便發(fā)明了高級語言，用接近于英語和數(shù)學(xué)公式的方法來編寫程序； 高級語言不能直接執(zhí)行，但可以將整個程序翻譯成機(jī)器語言后再執(zhí)行，這個翻譯的過程稱為編譯；有些高級語言如BASIC可以逐條語句翻譯并執(zhí)行并為解釋執(zhí)行。,變量程序中存放數(shù)據(jù)的基本單元,變量是一個命名的內(nèi)存存儲單元，在程序中可以修改內(nèi)存變量的值。變量在使用前必須進(jìn)行說明。如下面程序段計算表達(dá)式 2*（3+1） 和 表達(dá)式 3*（7-2）的結(jié)果： int r; r=2*(3+1); r=3*(7-2); 其中語句： int r; 說明了一個整型的變量 r, 程序的第一次計算結(jié)果 8 存放在 r 中，后來 r 的值被改寫成 15。： 若要在

5、鍵盤上輸入r的值，使用語句： Scanf(%d, 其中i表示輸入的類型為整型。當(dāng)運(yùn)行到這條語句時，可從鍵盤上輸入一個整數(shù)，程序會將這個整數(shù)的值保存到變量r指定的內(nèi)存單元中。,C語言中數(shù)組的定義方法,說明數(shù)組的一般形式為： type namesize; 其中type是數(shù)組元素的類型，除不能是void類型和函數(shù)之外，它可以是任何類型，size是個整常數(shù)，用于說明數(shù)組name中最多可存放多少元素，方括號是個數(shù)組類型說明符。例如：說明包含有10個 整數(shù)類型元素的數(shù)組A，使用如下的變量說明語句： int A10； int表示整數(shù)類型，是integer的縮寫。,數(shù)組中元素的引用,數(shù)組中元素的引用，使用表達(dá)

6、式： 數(shù)組名表達(dá)式 其中“表達(dá)式”是一個整型表達(dá)式，其值表示某個元素的序號，例如數(shù)組A的10個元素為： A0 , A1 ,A2 ,A3 ,A4 ,A5 , A6 ,A7 ,A8 ,A9 例如要取得A2的值放在變量m中，可使用： m=A2; ： 若要將A3的值改為-12,，可使用： A3=-12;,討論：如何輸入數(shù)組中的元素,這么做行不行？ 輸入元素A 0； 輸入元素A 1； 輸入元素A 2； 輸入元素A 3； 輸入元素A 4； 輸入元素A 5； 輸入元素A 6； 輸入元素A 7； 輸入元素A 8； 輸入元素A 9；,循環(huán)解決語句重復(fù)書寫,i從0到9重復(fù)做 輸入A i； 用C語言表達(dá)為： for

7、 (i=0;i10;i+) scanf(%d,這樣的表達(dá)清楚嗎？,C語言中的另一種表達(dá)： i=0; while (i10) scanf(%d, ,流程圖描述算法的工具,算法是解決問題的步驟，用文字難以表達(dá)，最好用流程圖,輸入數(shù)組中10元素的程序流程圖,N-S圖(盒圖),主程序算法描述,輸入10整數(shù)并輸出其中最大值的算法盒圖,輸入10個數(shù)求最大數(shù)的主程序,前面已介紹定義變量和數(shù)組，及訪問和輸入數(shù)組元素的方法。下面給出主程序，其中/*到*/之間為注解，為了便于理解程序，預(yù)編譯時會自動刪去。,#include int max(int A , int n); void main() /*定義整型變量m

8、用來存放最大值，數(shù)型數(shù)組A存入輸入數(shù)據(jù)*/ int m,A10; int i; /*i用來存放循環(huán)變量*/ /*輸出提示信息，提示用戶輸入*/ printf(“請輸入10個整數(shù)，用空格或回車間隔：”); /*輸入10個整數(shù)*/ for (i=0;i10;i+) scanf(%d, ,函數(shù)模塊化程序設(shè)計的主體,在上面這個程序中包括一個main函數(shù)，在main函數(shù)中調(diào)用了三個函數(shù)：sacnf, printf和max; scanf函數(shù)用來輸入數(shù)據(jù)；printf函數(shù)用來輸出數(shù)據(jù)；這兩個已經(jīng)在頭文件stdio.h中聲明，是系統(tǒng)預(yù)定義的函數(shù)，用戶在#include指令中指出頭文件后可直接使用； max函數(shù)

9、需要用戶自已定義，使用這個函數(shù)時要告訴計算機(jī)函數(shù)名，數(shù)組名及數(shù)組元素的個數(shù)；,max函數(shù)的設(shè)計方法,語言中函數(shù)定義的一般形式是： 返回值類型 函數(shù)名（參數(shù)表） 函數(shù)體 我們先不設(shè)計max函數(shù)的函數(shù)體，先設(shè)計函數(shù)頭部；max函數(shù)返回值是數(shù)組中的最大值，其類型同數(shù)組元素的類型相同，為int ;函數(shù)名 為max; 參數(shù)表中的參數(shù)有二個，一個是整型數(shù)據(jù)A,另一個是A中的元素個數(shù)n，之所以有第二個參數(shù)是考慮到函數(shù)的通用性，因?yàn)橛袝r候數(shù)組中元素的個數(shù)不一定是10個。函數(shù)max的頭部形式為： int max(int A , int n) 參數(shù)表中的每個參數(shù)和定義變量類擬，A后的一對方括號表示A是一個數(shù)組，但

10、不要給出數(shù)組的元素個數(shù)。,算法程序設(shè)計的靈魂,現(xiàn)在我們討論一個關(guān)鍵是如何設(shè)計max函數(shù)？ 為設(shè)計這個函數(shù)，我們要先設(shè)計一個算法，在數(shù)組的n個元素中找出最大值； 方法是讓數(shù)組中的每個元素參加比較大小的比賽，比賽的方法有很多，方法的好壞影響算法的效率；因些算法是程序設(shè)計的靈魂； 算法是在對問充分分析的基礎(chǔ)上得出的，因些對問題的分析非常重要。,問題二：如何求數(shù)組中元素的最大值max函數(shù)的算法分析,求數(shù)組中最大值的比賽方法最好采用擂臺賽，因?yàn)槲覀冎恍璞瘸龅谝幻?；如何上擂臺？ 方法是A 0先上擂臺，即假定A 0 暫時最大，將A 0保存到暫時最大者；然后讓A 1與A 0比，若A 1 比A 0大，將A 1存

11、起來，作為暫時的最大者，否則不變；然后讓A 2上，與暫時最大者比，以些類推，直到數(shù)組中最后一個元素A n-1與暫時最大值比，若A n-1比暫時最大值大，則更新這個最大值，否則不變。 如何記錄暫時最大值，一種方法是定義一個變量用來存放暫時最大值的數(shù)值；另一種方法是定義一個整型變量用來記錄暫時最大值的下標(biāo)，如果用變量K表示暫時最大值的下標(biāo)，則K的初值為0，然后下標(biāo)為1，2，3，,n-1的元依次和A k比較，這樣需定義一個循環(huán)變量i,從1到n-1,若A i A k,則K應(yīng)更新為i。,max函數(shù)的算法設(shè)計,定義一個變量表示暫時最大值的下標(biāo) ，K初值為,max函數(shù)的設(shè)計,int max(int A,in

12、t n) /*定義整型變量k用來存放暫時最大值下標(biāo)，初定A0最大，所以K初值為0，i用作循環(huán)變量*/ int k=0,i; /*循環(huán),i從1到n-1, Ai與暫時最大者AK比較*/ for (i=1;i Ak) k=i; /* 若Ai比Ak，更新暫時大者下標(biāo)*/ /*返回最大值*/ return Ak; ,思考題：返回k行不行？,上機(jī)實(shí)驗(yàn),將輸入10個數(shù)求最大數(shù)的主程序和max函數(shù)內(nèi)容合并，保存在一個文件中； 使用VC6.0 或TC2.0來編譯調(diào)試程序，建議使用VC6.0, 有關(guān)VC使用請參考實(shí)驗(yàn)課件 按要求輸入10個整數(shù)，觀察運(yùn)行結(jié)果。 習(xí)題：計算1+2+3+4+99+100,將結(jié)果顯示。,

13、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),C語言程序由函數(shù)組成，每一個C語言程序有且僅有一個惟一的main函數(shù)； C語言是大小敏感的語言，大寫和小寫是有區(qū)別的； 由于程序中一般都要用到printf函數(shù)來輸出結(jié)果，所以必須在程序頭部加上一行 #include 在VC中上機(jī)時，每一個實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要關(guān)閉工作區(qū)。,小結(jié),程序的基本結(jié)構(gòu)有三種：順序，分支和循環(huán)； 程序設(shè)計的目的是處理信息，信息在計算機(jī)中的存放是數(shù)據(jù)存儲；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)；算法是程序設(shè)計的關(guān)鍵； 算法的描述方法有：偽語言，流程圖，盒圖（N-S圖）,小結(jié)和提高,程序=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法 軟件=程序+文檔 程序容易出錯，程序的正確性難以正確，程序不易讀懂和修改；

14、 軟件是產(chǎn)品，它的生產(chǎn)需要管理，需要用工程化的方法來生產(chǎn)軟件；軟件的生命周期包括計劃階段，開發(fā)階段和維護(hù)階段；具體包括：可行性研究，需求分析，總體設(shè)計，詳細(xì)設(shè)計，編碼，測試，運(yùn)行和維護(hù)階段；每一個階段都需要文檔。,本課程內(nèi)容,第一篇:程序設(shè)計與程序設(shè)計語言概述 第一章導(dǎo)論：計算機(jī)文化基礎(chǔ)，計算機(jī)模型 第二章：程序及程序設(shè)計，計算機(jī)語言概念；了解各種高級語言，常量，變量，表達(dá)式，語句，函數(shù)； 第三章，第三章C語言程序設(shè)計數(shù)據(jù)類型，運(yùn)算符和表達(dá)式，語句，流程控制，函數(shù)，數(shù)組等。 第二篇：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法 掌握線性結(jié)構(gòu)線性表，棧，隊列的存儲結(jié)構(gòu)和常用操作；層次結(jié)構(gòu)樹的概念，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)圖的概念；查找和排序； 掌握算法的描述方法；算法設(shè)計中常用方法如窮舉法，遞歸法，回溯法等；算法快慢的評價方法時間復(fù)雜度。 第三篇：程序設(shè)計方法與原則 程序設(shè)計方法的發(fā)展：模塊化，結(jié)構(gòu)化，面向?qū)ο蟮龋?軟件工程：用工程化的方法以來計劃，開發(fā)和維護(hù)軟件。,本課程學(xué)習(xí)方法,第一篇:程序設(shè)計與程序設(shè)計語言概述 第一章導(dǎo)論，第二章自學(xué)為主，網(wǎng)上討論 第三章，第三章C語言程序設(shè)計實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)；教師講解實(shí)驗(yàn)，做實(shí)驗(yàn)題；完成實(shí)驗(yàn)報告； 第二篇：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法聽課，做習(xí)題，參加網(wǎng)上討論，下載網(wǎng)上資料，復(fù)習(xí) 第三篇：程序設(shè)計方法與原則聽課，做習(xí)題，復(fù)習(xí),本課程的建議學(xué)習(xí)步驟,自學(xué)第一章和