程序設(shè)計(jì)導(dǎo)論(講解如何畫算法流程圖)

1、一、算法概述二、程序流程圖與算法的基本邏輯結(jié)構(gòu)一個程序主要包括以下兩方面的信息：一個程序主要包括以下兩方面的信息： 對數(shù)據(jù)的描述。在程序中要指定用到對數(shù)據(jù)的描述。在程序中要指定用到哪哪些數(shù)據(jù)以及這些數(shù)據(jù)的類型和數(shù)據(jù)些數(shù)據(jù)以及這些數(shù)據(jù)的類型和數(shù)據(jù)的組織形式的組織形式: : 這就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(data structure)(data structure)(2) (2) 對操作的描述。即要求計(jì)算機(jī)進(jìn)行對操作的描述。即要求計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作的步驟操作的步驟(1)(1)也就是算法也就是算法(algorithm)(algorithm) 數(shù)據(jù): 是操作的對象 操作的目的: 是對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，以得

2、到期望的結(jié)果 著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家沃思(Nikiklaus Wirth)提出一個公式： 算法 + 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) = 程序算法是解決“做什么”和“怎么做”的問題程序中的操作語句代碼，是算法的體現(xiàn)不了解算法就談不上程序設(shè)計(jì)廣義地說，為解決一個問題而采取的方法和步驟，就稱為“算法”對同一個問題，可以有不同的解題方法和步驟為了有效地進(jìn)行解題，不僅需要保證算法正確，還要考慮算法的質(zhì)量，選擇合適的算法計(jì)算機(jī)算法可分為兩大類別： 數(shù)值運(yùn)算算法 非數(shù)值運(yùn)算算法數(shù)值運(yùn)算的目的是求數(shù)值解非數(shù)值運(yùn)算包括的面十分廣泛，最常見的是用于事務(wù)管理領(lǐng)域例.1 求12345可以用最原始的方法進(jìn)行： 步驟1：先求1*2，得到結(jié)果2。 步

3、驟2：將步驟1得到的乘積2再乘以3，得到結(jié)果6。 步驟3：將6再乘以4，得24。 步驟4：將24再乘以5，得120。這就是最后的結(jié)果。例例 .1 .1 求求1 12 23 34 45 5 10001000太繁瑣太繁瑣改進(jìn)的算法： 設(shè)變量p為被乘數(shù) 變量i為乘數(shù) 用循環(huán)算法求結(jié)果S1：使p=1，或?qū)懗?pS2：使i=2，或?qū)懗?iS3：使p與i相乘，乘積仍放在變量p中，可表示為：p*ipS4：使i的值加1，即i+1 iS5：如果i不大于5，返回重新執(zhí)行S3；否則，算法結(jié)束最后得到p的值就是 5!的值若是若是1000，求什么？，求什么？ 例: 判定20002500年中的每一年是否閏年，并將結(jié)果輸出

4、。 閏年的條件： (1)能被4整除，但不能被100整除的年份都是閏年，如2008、2012、2048年 (2)能被400整除的年份是閏年，如2000年 不符合這兩個條件的年份不是閏年 例如2009、2100年設(shè)year為被檢測的年份。算法表示如下： S1：2000year S2：若year不能被4整除，則輸出year 的值和“不是閏年”。然后轉(zhuǎn)到S6 S3：若year能被4整除，不能被100整除，則輸出year的值和“是閏年”。然后轉(zhuǎn)到S6 S4：若year能被400整除，則輸出year的值和“是閏年” ，然后轉(zhuǎn)到S6 S5: 其他情況輸出year的值和“不是閏年” S6：year+1year

5、 S7：當(dāng)year2500時，轉(zhuǎn)S2，否則停止year不能不能被被4整除整除非閏年非閏年year被被4整整除，但不能除，但不能被被100整除整除閏年閏年year被被100整除，又能整除，又能被被400整除整除閏年閏年其他其他非閏年非閏年逐漸縮小判逐漸縮小判斷的范圍斷的范圍 例 : 給出一個大于或等于3的正整數(shù)，判斷它是不是一個素?cái)?shù)。所謂素?cái)?shù)(prime)，是指除了1和該數(shù)本身之外，不能被其他任何整數(shù)整除的數(shù)例如，13是素?cái)?shù)，因?yàn)樗荒鼙?，3，4，12整除。判斷一個數(shù)n(n3)是否素?cái)?shù)：將n作為被除數(shù)，將2到(n-1)各個整數(shù)先后作為除數(shù)，如果都不能被整除，則n為素?cái)?shù)S1：輸入n的值S2：i=

6、2 （i作為除數(shù)）S3：n被i除，得余數(shù)rS4：如果r=0，表示n能被i整除，則輸出n“不是素?cái)?shù)”，算法結(jié)束；否則執(zhí)行S5S5：i+1iS6：如果in-1，返回S3；否則輸出n “是素?cái)?shù)”，然后結(jié)束。可改為可改為n/2n十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)（整數(shù)部分）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)（整數(shù)部分） 方法方法: 除除2取余取余 214027.02223.111.1028余數(shù)高位低位你能用算法步驟將此算法描述出來嗎?S1:S2:一個有效算法應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：(1) 有窮性。一個算法應(yīng)包含有限的操作步驟，而不能是無限的。(2) 確定性。算法中的每一個步驟都應(yīng)當(dāng)是確定的，而不應(yīng)當(dāng)是含糊的、模棱兩可的。一個有效算

7、法應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：(3) 有零個或多個輸入。所謂輸入是指在執(zhí)行算法時需要從外界取得必要的信息。(4) 有一個或多個輸出。算法的目的是為了求解，“解” 就是輸出。 沒有輸出的算法是沒有意義的。(5) 有效性。算法中的每一個步驟都應(yīng)當(dāng)能有效地執(zhí)行，并得到確定的結(jié)果。對于一般最終用戶來說: 他們并不需要在處理每一個問題時都要自己設(shè)計(jì)算法和編寫程序 可以使用別人已設(shè)計(jì)好的現(xiàn)成算法和程序 只需根據(jù)已知算法的要求給予必要的輸入，就能得到輸出的結(jié)果輸入輸入3個數(shù)個數(shù)黑箱子黑箱子3個數(shù)中最大數(shù)個數(shù)中最大數(shù)求求3個數(shù)的個數(shù)的最大數(shù)最大數(shù)常用的方法有： 自然語言 傳統(tǒng)流程圖 結(jié)構(gòu)化流程圖 偽代碼 (1)用自然語

8、言表示算法(2)用流程圖表示算法(3)用N-S流程圖表示算法(4)用偽代碼表示算法(5)用計(jì)算機(jī)語言表示算法以上幾個方面介紹的算法是用自然語言表示的用自然語言表示通俗易懂，但文字冗長，容易出現(xiàn)歧義性用自然語言描述包含分支和循環(huán)的算法，不很方便除了很簡單的問題外，一般不用自然語言 例:將以下算法用流程圖表示。 求12345如果需要將最后結(jié)果輸出:1ti5開始開始2it*iti+1i結(jié)束結(jié)束NY偽代碼是用介于自然語言和計(jì)算機(jī)語言之間的文字和符號來描述算法用偽代碼寫算法并無固定的、嚴(yán)格的語法規(guī)則，可以用英文，也可以中英文混用例: 求5!begin (算法開始) 1 t 2 i while i5 t*

9、i t i+1 i print tend (算法結(jié)束)要完成一項(xiàng)工作，包括設(shè)計(jì)算法和實(shí)現(xiàn)算法兩個部分。設(shè)計(jì)算法的目的是為了實(shí)現(xiàn)算法。不僅要考慮如何設(shè)計(jì)一個算法，也要考慮如何實(shí)現(xiàn)一個算法。 例:（求5!）用C語言表示。#include int main( ) int i,t; t=1; i=2; while(in輸出輸出n是素?cái)?shù)是素?cái)?shù)YN通過以上例子可以看出流程圖是表示算法的較好的工具一個流程圖包括以下幾部分：(1) 表示相應(yīng)操作的框(2) 帶箭頭的流程線(3) 框內(nèi)外必要的文字說明流程線不要忘記畫箭頭，否則難以判定各框的執(zhí)行次序1）.傳統(tǒng)流程圖的弊端傳統(tǒng)的流程圖用流程線指出各框的執(zhí)行順序，對流程線的使用沒有嚴(yán)格限制使用者可以毫不受限制地使流程隨意地轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，使人難以理解算法的邏輯2)三種基本結(jié)構(gòu) (1) 順序結(jié)構(gòu)AB(2) 選擇結(jié)構(gòu)ABYpNAYpN(3) 循環(huán)結(jié)構(gòu) 當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)AYp1NYx5N0 x輸出輸出x的值的值x+1x輸出輸出1,2,3,4,5 直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)AYp2NYx5N0 x輸出輸出x的值的值x+1x輸出輸出1,2,3,4,5以上三種基本結(jié)構(gòu)，有以下共同特點(diǎn)：(1) 只有一個入口(2) 只有一個出口 一個判斷框有兩個出