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1、第三章 顺序结构程序设计,1 利用计算机解决实际问题的步骤,2 算法的概念,3 结构化程序设计,本章内容,4 C+语句,5 C+的输入与输出,6 顺序结构程序设计,1 利用计算机解决实际问题的步骤,算法分析,最有效的方法,问题,选择实现语言,运行程序,分析、论证,算法流程,结束,测试程序,2 算法的概念,一、算法的概念,程序,对数据的描述：在程序中要指定数据的类型和数据 的组织形式，即数据结构,对操作的描述：即操作步骤，也就是算法,算法：为解决一个问题而采取的方法和步骤，称为“算法” 它是程序设计的灵魂，是解决“做什么”和“怎么做”的 问题，处理的对象是数据,2 算法的概念,二、算法的特性,1
2、、有穷性 2、确定性 3、有效性/可行性 4、有零个或多个输入 5、有一个或多个输出,2 算法的概念,三、算法的表示,自然语言表示法 传统流程图表示法 NS结构化流程图 伪代码 PAD图等,2 算法的概念,三、算法的表示,1、自然语言表示法 例：对于一个大于等于3的正整数，判断其是否素数 算法如下： S1：输入n的值 S2：i2作为除数 S3：n被i除，得余数r S4：如果r0，表示n能被i整除，则打印“不是素数”，算法结束； 否则，继续下一步 S5：i1i S6：如果in1，返回执行S3；否则，打印“是素数”，算法结束,2 算法的概念,三、算法的表示,2、传统流程图表示法,传统流程图表示前例
3、,2 算法的概念,三、算法的表示,3、算法的三种基本结构,Bohra和Jacopini提出了以下三种基本结构： 顺序结构、选择结构、循环结构 用这三种基本结构作为表示一个良好算法的基本单元。,顺序结构,选择结构,三种基本结构,当型(While型)循环,直到型(Until型)循环,三种基本结构,三种基本结构的共同特点：,2 算法的概念,三、算法的表示,3、算法的三种基本结构,(1)只有一个入口； (2)只有一个出口；（请注意：一个菱形判断框有两个出口，而一个选择结构只有一个出口。不要将菱形框的出口和选择结构的出口混淆。） (3)结构内的每一部分都有机会被执行到； (4)结构内不存在“死循环”(无
4、终止的循环)。,2 算法的概念,三、算法的表示,3、NS结构化流程图,1973年美国学者I.Nassi和B.Shneiderman提出了一种新的流程图形式。在这种流程图中，完全去掉了带箭头的流程线。全部算法写在一个矩形框内，在该框内还可以包含其它的从属于它的框，或者说，由一些基本的框组成一个大的框。这种流程图又称N-S结构化流程图 。,N-S流程图用以下的流程图符号：,(1)顺序结构,(2)选择结构,(3)直到型循环,(3)当型循环,N-S图表示算法的优点,比文字描述直观、形象、 易于理解；比传统流程图紧凑易画。尤其是它废除了流程线，整个算法结构是由各个基本结构按顺序组成的，N-S流程图中的上
5、下顺序就是执行时的顺序。用N-S图表示的算法都是结构化的算法，因为它不可能出现流程无规律的跳转，而只能自上而下地顺序执行。,3 结构化程序设计,一个结构化程序 就是用高级语言表示的结构化算法。用三种基本结构组成的程序必然是结构化的程序，这种程序便于编写、便于阅读、便于修改和维护。 结构化程序设计强调程序设计风格和程序结构的规范化，提倡清晰的结构。 结构化程序设计方法的基本思路是：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。,结构化程序设计方法,采取以下方法来保证得到结构化的程序： 自顶向下； 逐步细化； 模块化设计； 结构化编码。,两种不同的方法
6、： 自顶向下，逐步细化； 自下而上，逐步积累。,自顶向下，逐步细化方法的优点： 考虑周全，结构清晰，层次分明，作者容易写，读者容易看。如果发现某一部分中有一段内容不妥，需要修改，只需找出该部分修改有关段落即可，与其它部分无关。我们提倡用这种方法设计程序。这就是用工程的方法设计程序。,模块设计的方法： 模块化设计的思想实际上是一种“分而治之”的思想，把一个大任务分为若干个子任务，每一个子任务就相对简单了。 在拿到一个程序模块以后，根据程序模块的功能将它划分为若干个子模块，如果这些子模块的规模还嫌大，还再可以划分为更小的模块。这个过程采用自顶向下方法来实现。 子模块一般不超过50行 划分子模块时应
7、注意模块的独立性，即：使一个模块完成一项功能，耦合性愈少愈好。,4 C+语句,一、语句的概念,C+语句用来向计算机系统发出操作指令，它都是用来完成一定操作任务的。,二、C+语句的分类,声明语句 执行语句 空语句 复合语句,二、C+语句的分类,1、声明语句 对变量及其它对象的定义，可以出现在函数中的任何行，也可放在函数外 如：int a,b;,2、执行语句 通知计算机完成一定的操作 包括控制语句、函数和流调用语句、表达式语句,2、执行语句,(1) 控制语句 完成一定的控制功能,if ( ) else 条件 for ( ) 、while ( ) 、do while ( ) 循环 continue
8、、break 结束循环 switch 多分支选择语句 goto 跳转语句 return 从函数返回语句,二、C+语句的分类,2、执行语句,(2) 函数和流对象调用语句 由一次函数调用加一个分号构成一条语句 例 max(a，b)； coutxendl; (3) 表达式语句 由一个表达式加一个分号构成一条语句，但构 成的语句应该有意义，最典型的为赋值语句 a=3 表达式 a=3; 赋值语句 i+1 表达式 i+1; 表达式语句 无实际意义,二、C+语句的分类,2、执行语句,3、空语句 只有一个分号的语句，什么也不做 主要用来完善程序的结构，有时用来做被转向点或循环语句中的循环体 4、复合语句 用
9、把一些语句括起来成为复合语句 例 P49,二、C+语句的分类,5 数据输出与输入,不论C语言还是C+，输入与输出都不是其语言中的正式组成部分，如需使用C中的输入输出函数或C+中的输入输出流，都必须用预处理命令将头文件包含到本文件中 如：#include #include ,一、输入流与输出流,1、一般格式： cout变量1变量2变量n;,说明（1）cout可分写成若干行,cout“This is a simple C+ program.“endl;,cout“This is“ “a C+“ “program.“ endl;,cout“This is“; cout “a C+“; cout “p
10、rogram. “; cout endl;,（2）不能用一个插入运算符“”插入多个输出项 （3）cout输出时系统会自动判别输出数据类型，使输出数据按相应类型输出 （4）cin也可以分成若干行,cinabcd;,cina b c d;,cina; cin b; cin c; cin d;,（5）cin输入时系统会根据变量的类型从输入流中提取相应长度的字节,char c1,c2; int a; float b;,cinc1c2ab; 输入：1234 56.78,用cin语句得不到空格和回车字符,2、输入输出流的控制符 P53 表3.1 如使用控制符，还需在程序开头加 #include ,一、输入
11、流与输出流,例：输出双精度 输出整数 例3.1,二、getchar和putchar,1、字符格式输出函数 putchar( ),功能：向终端输出一个字符 形式：putchar(参数) 参数：可以为常量，也可以为变量，还可以是任意整型表达式，参数的值代表的是某字符对应的ASCII码值,也可输出转义字符 使用时需加头文件 #include 例 P55 例3.2,二、getchar和putchar,2、字符格式输入函数 getchar( ),功能：从终端输入一个字符 形式：getchar( ) 无参数，函数的值就是从输入设备得到的字符，得到的字符可以赋给一个字符变量或整型变量；也可以不赋给任何变量，
12、作为表达式的一部分 使用时需加头文件 #include 例 P56 例3.3,三、scanf和printf,1、输出函数 printf( ) 功能：向终端输出若干个任意类型的数据,格式：printf(格式控制，输出表列) 输出表列：需要输出的数据，可以是表达式 格式控制：用双引号括起来的字符串（包括格式说明、普通字符） 格式说明：由“”和格式字符组成，将输出的数据转换为指定的格式输出 普通字符：需要原样输出的字符,三、scanf和printf,2、据输入函数 scanf( ) 功能：从输入设备向计算机输入任意类型的数据到相应的变量中,格式：scanf(格式控制，地址表列) 格式控制：同printf（），普通字符需原样输入 地址表列：由若干个地址组成的表列，可以是变量的地址，或字符串的首地址 例 P57 例3.4,6 顺序结构程序设计,例3.5 求一元二次方程 ax2+bx+c=0(b2-4ac0) 的根,3 顺序结构程序设计,例5.19 将任意小写字母，转 换为对应的大写字母并输出。,本章结束,作业：P85 2、3、4、5,