谭浩强C语言全书word版2008CH3-1 (2).ppt

第3章 算法与程序设计基础 3.1算法的概述 3.2 算法的常用表示方法 3.3 结构化程序设计方法 3.4 语句概述 3.5 选择结构程序设计 3.1 算法 3.1.1 算法的概念 编写一个程序的时候，总要首先想好： 程序是干什么的？ 应该如何实现这些目标？(应该先进行什么处理、后进行什么处理？) 所处理的数据的类型是什么？ 遇到一些复杂的问题，我们可能还需要考虑采用什么数学方法。 这一切都涉及一个专业名词——“算法”。 算法——就是程序处理问题的步骤与方法。 很多时候，程序设计者所面临的问题就是寻找一个合适的算法。因此，算法在软件设计中具有重要的地位。程序=数据结构+算法 3.1 算法 P57 例3.1：求1+2+3+4+…+100=？ 算法1： 步骤1：1+2=3 步骤2：3+3=6 步骤3：6+4=10 ……………… 步骤99：4950+100=5050 算法2： 步骤1：0+100=100 步骤2：1+99=100 步骤3：2+98=100 ……………… 步骤50：49+51=100 步骤51：100＊50=5000 步骤52：5000+50=5050 3.1 算法 P52 例3.1：求1+2+3+4+…+100=？ 算法3： 步骤1：k=1,s=0 （k表示加数，s存放和） 步骤2：如果 k100 则 算法结束，S即为所求的和 步骤3：否则 s=s+k,k=k+1 步骤4：转向步骤2执行 算法的优劣：方法简单、运算步骤少。 3.1 算法 3.1.2算法的特性 一个方法要成为我们可以在程序设计中所使用的算法，需要具备如下五个特征。 1、有穷性 一个算法要在有限的步骤内解决问题。 例如，求某一自然数N的阶乘： N！=1*2*3*... ...*N 但是，以下计算公式则不能作为算法，因为其计算步骤是无限的： SUM=1+1/1+1/2+1/3+... ...+1/n+...... 3.1 算法 2、确定性 算法中操作步骤的顺序和每一个步骤的内容都应当是确定的，不应当是含糊不清的。 3、可执行性 一个算法应当是可以由计算机执行的，算法中描述的操作都是可以通过计算机的运行来实现。（例如：b=0，执行a/b） 4、有零个或多个输入 输入就是从外界取得必要的数据。一个算法可以有零个或多个输入。 例如：计算半径为r的圆的周长和面积。同时一个算法可以没有输入，例如：计算出5！是多少。 3.1 算法 5、有一个或多个输出 算法的目的就求解，“解”就是我们想要得到的最终结果。输出是同输入有着某些特定关系的量。一个算法得到的最终结果就是输出。没有输出的算法是没有意义的。 3.1 算法 3.1.3 算法设计的要求 什么样的算法是好的算法呢？设计算法时应向哪些方面努力呢？一般包括以下这几个方面。 1、正确性 一个算法应当能够解决具体问题。其“正确性”可分为以下几个方面： 不含逻辑错误； 对于几组输入数据能够得出满足要求的结果； 对于精心选择的典型、苛刻的输入数据都能得到要求的结果； 对于一切合法的输入都能输出满足要求的结果； 3.1 算法概述 2、可读性 算法应该可以用能够被人理解的形式表示。太复杂的、不能被程序员所理解的算法难以在程序设计中采用。 3、健壮性 指算法具有抵御“恶劣”输入信息的能力。当输入数据非法时，算法也能适当的作出反应或进行处理，而不会产生莫明其妙的输出结果。 例如，当输入三个边的长度值来计算三角形的面积时，一个有效的算法在三个输入数据不能构成一个三角形时，应报告输入的错误，应返回一个表示错误或错误性质的值并中止执行。 3.1 算法概述 4、效率与低存储量的需求 效率指的是算法执行时间，对于一个问题如果有多个算法可以解决，执行时间短的算法效率高。 存储量需求指算法执行进程所需要的最大存储空间。高效率和低存储量是优秀程序员追求的目标。效率与低存储量需求这两者都与问题规模有关。占用存储量最小、运算时间最少的算法就是最好的算法。 3.2 算法的常用表示方法 算法可以用多种方式来表达。常用的有自然语言、传统的流程图、伪代码、N-S流程图、计算机语言等。 3.2 算法的表示方法 3.2.1 自然语言表示算法（P58） 自然语言就是指人们在日常生活中使用的语言，如汉语、英语等。 例如：编程计算圆周长和面积 编程思路： 输入圆的半径r scanf(%f,r); 如果r=0则程序结束；否则 if (r0) 使2*3.14*r，得到的积放在c中 { c=2*3.14*r; 使3.14*r*r，得到的积放在area area=3.1