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1、21.1 解決問題的概念,解決問題 將問題分析，直至找出解決方案的過程。 要解決複雜的問題，我們可利用電腦作為工具，開發能產生解決方案的電腦程序。,21.1 解決問題的概念,以有系統的方法解決問題的重要性 以有組織、有系統的方法來解決問題，能大大提高找到最佳解決方案的機率。 在編寫程序時，我們亦會將問題分成數個較簡單的子問題以作個別處理。 把問題逐一解決，再將其解決方案整合起來，以取得原先複雜問題的解決方案。 這個方法稱為分治法。,21.1 解決問題的概念,以有系統的方法解決問題的重要性 以有系統的方法解決問題意味着要將問題分成一些較易處理的小模組。 在找出解決方案的過程中，我們需要一系列的中
2、介步驟。 如果在解決問題的過程中出現了錯誤，我們可以循中介步驟來追蹤錯誤的地方而毋須從頭開始進行追蹤。 因此，以有系統的方法解決問題，會較容易和較有效率。,21.1 解決問題的概念,以有系統的方法解決問題的重要性,複雜問題,簡易子問題,簡易子問題,簡易子子問題,簡易子子問題,複雜子問題,將問題分解成多個較小和較易處理的部分,21.1 解決問題的概念,以有系統的方法解決問題的重要性,複雜問題,簡易子問題,簡易子問題,簡易子子問題,簡易子子問題,複雜子問題,將問題分解成多個較小和較易處理的部分,21.2 解決問題的基本過程,問題分析,文件編製,算法設計,釐清問題,構擬解決方法,除錯和測試,六個解決
3、問題的步驟,21.2 解決問題的基本過程,釐清問題 解決問題的首要步驟。 目的是找出問題的精確定義。 對問題提出疑問，有助我們更清楚問題的所在。,21.2 解決問題的基本過程,問題分析 對所釐清的問題作進一步的考慮。 從各種不同的觀點和角度來研究問題，從而對問題有正確的判斷和全面的了解。 這個步驟包括識別問題的輸入、處理步驟和輸出。 可使用輸入處理輸出圖（IPO 圖）來分析問題。,21.2 解決問題的基本過程,算法設計 算法 一組有明確邏輯次序、用以解決問題的步驟。 兩種設計工具來設計和表示算法： 偽代碼 流程圖 偽代碼 以文字敍述的形式表示算法。 流程圖 以圖像的形式來表示算法的邏輯和實際運
4、作。,21.2 解決問題的基本過程,構擬解決方案 可利用不同的技巧來構擬解決問題的方案。例如：,由上而下式,由下而上式,21.2 解決問題的基本過程,構擬解決方案 由上而下式 將問題分解成若干較易處理的子問題。 解決子問題，並把各子問題的解決方案組織起來，以解決整個問題。 利用由上而下式的技巧來構擬解決問題的方案，可避免在過程中可能出現的錯漏。,21.2 解決問題的基本過程,構擬解決方案 由上而下式 應用分治法，把一個複雜、抽象的問題分解成若干具體的細節問題。 通過分解問題以及進一步分解子問題，我們可得出一個結構圖。 結構圖由不同的模組組成，每個模組代表不同的大小問題。 以逐步求精法的技巧來構
5、擬解決方案。,21.2 解決問題的基本過程,構擬解決方案 由上而下式,第一層求精,泡一杯茶,煮沸水,把茶倒入杯內,放入茶葉,加入沸水,泡茶,烘暖茶壺,第二層求精,泡一杯茶模組的結構圖,21.2 解決問題的基本過程,構擬解決方案 由上而下式 各模組都有其規格說明。 模組規格說明讓我們理解模組與模組之間的數據傳輸。 包括： 輸入（所接收的數據） 處理步驟（所用的邏輯） 輸出（傳回的資訊）,21.2 解決問題的基本過程,構擬解決方案 由上而下式 泡一杯茶這個例子的模組規格說明：,泡一杯茶模組的規格說明 輸入： 沸水、茶葉 處理步驟： 用沸水來泡茶，然後把茶倒入杯內。 輸出： 一杯茶,21.2 解決問
6、題的基本過程,除錯和測試 檢查電腦程序的過程，用於確定某程序是否合乎設計的要求。 除錯 查找和清除錯誤的過程。 測試 以確保程序能正常運作，不受錯誤干擾。 三種類型的錯誤： 語法錯誤 運行時錯誤 邏輯錯誤,21.2 解決問題的基本過程,除錯和測試,電腦程序可能出現的三種錯誤類型及相應的除錯方法,21.2 解決問題的基本過程,除錯和測試,電腦程序可能出現的三種錯誤類型及相應的除錯方法,21.2 解決問題的基本過程,文件編製 描述電腦程序設計、開發和測試的過程。 解決問題過程的最後步驟，但我們應該在每個步驟中都進行文件編製。,21.2 解決問題的基本過程,文件編製,程序編寫員,一般用戶,在文件編製
7、中所包含的元素,21.2 解決問題的基本過程,文件編製 文件編製主要有兩類讀者： 文件編製所涉及的文件包括：,一般用戶,程序編寫員,用戶手冊,程序手冊,21.2 解決問題的基本過程,文件編製,用戶手冊和程序手冊的分別,21.2 解決問題的基本過程,文件編製 文件編製十分重要，因為： 可協助程序編寫員在將來有效地維護程序。 可協助新參與者熟悉程序的內容。 可協助程序編寫員找出程序中的錯誤。 一般用戶可透過用戶手冊來學會使用程序。,21.2 解決問題的基本過程,文件編製 文件編製十分重要，因為： 可協助程序編寫員在將來有效地維護程序。 可協助新參與者熟悉程序的內容。 可協助程序編寫員找出程序中的錯
8、誤。 一般用戶可透過用戶手冊來學會使用程序。,21.3 在實際生活中應用解決問題的過程,真實生活的例子,步驟,釐清問題,找出從家到學校的最佳路線。,問題分析,思考怎樣找出一個較快速並且較便宜的方案。,算法設計,在從家到學校的所有可能路線和可用交通方式中找一個最好的方案。,解決問題過程的實例,21.3 在實際生活中應用解決問題的過程,真實生活的例子,步驟,構擬解決方案,估算所有可能的路線和交通方式，並選擇適合要求的路徑（即是最快速的和最便宜的）。,除錯和測試,校驗選出的路徑和交通方式（假設沒有道路施工、交通擠塞和意外事件等）。,文件編製,對決策做詳細的描述，並指出選擇的理由。,解決問題過程的實例
9、,21.3 在實際生活中應用解決問題的過程,真實生活的例子,步驟,構擬解決方案,估算所有可能的路線和交通方式，並選擇適合要求的路徑（即是最快速的和最便宜的）。,除錯和測試,校驗選出的路徑和交通方式（假設沒有道路施工、交通擠塞和意外事件等）。,文件編製,對決策做詳細的描述，並指出選擇的理由。,解決問題過程的實例,21.4 使用不同的方式解決相同問題,採用由上而下式或由下而上式均可有系統地解決問題。 由上而下式 由抽象的步驟發展出具體的步驟，即從系統層面或抽象層面開始，然後將問題被分為數個較易處理的部分。 由下而上式 把具體的步驟歸納成抽象的步驟，即從部件層面或具體層面開始，然後把它們整合在一起，形成系統。 由上而下式較適用於大型的複雜問題，由下而上式則較適用於解決小型的簡單問題。,21.4 使用不同的方式解決相同問題,以由上而下式和以由下而上式來解決問題的分別,21.4 使用不同的方式解決相同問題,以由上而下式和以由下而上式來解決問題的分別,21.4 使用不同的方式解決相同問題,以由上而下式和以由下而上式來解決問題的分別,