第3章 簡單程序設計初步

1、第第3章程序設計初步章程序設計初步 第3章 程序設計初步 3.1 面向過程的程序設計和算法面向過程的程序設計和算法 面向過程的程序設計:就是考慮程序要“做什么”， 解決“怎么做”的問題. 一個面向過程的程序應包括以下兩方面內(nèi)容： (1) 對數(shù)據(jù)的描述。在程序中要指定數(shù)據(jù)的類型和數(shù) 據(jù)的組織形式，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(data structure)。 (2) 對操作的描述。即操作步驟，也就是算法 (algorithm)。 3.1 面向過程的程序設計和算法面向過程的程序設計和算法 面向過程的程序，可以用下面的公式表示： 程序=算法+數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 算法：解決一個問題而采取的方法和步驟。（廣義） 計算機算法分兩類：

2、數(shù)值算法和非數(shù)值算法 學習面向?qū)ο蟮恼Z言依然要學習和掌握一些常用的算 法。（C+語言也是如此） 3.1 面向過程的程序設計和算法面向過程的程序設計和算法 算法的表示： 1、自然語言 2、流程圖 （特點：形象直觀，修改不方便，不適合復 雜程序，本教材多使用流程圖表示算法） 3、偽代碼（pseudo code） （一種介于自然語言和計算機語言之間的文 字和符號） 4、用計算機語言 3.2 C+程序的組成程序的組成 1. 聲明語句 如int a,b; 2. 執(zhí)行語句 通知計算機完成一定的操作。執(zhí)行語句包括： (1) 控制語句，完成一定的控制功能。C+有9種控制語句， 即 if( )else （條件語

3、句） for( ) （循環(huán)語句） while( ) （循環(huán)語句） dowhile（ ） （循環(huán)語句） continue （結(jié)束本次循環(huán)語句） break （中止執(zhí)行或循環(huán)語句） switch （多分支選擇語句） goto （轉(zhuǎn)向語句） return （從函數(shù)返回語句） C+程序的語句程序的語句 (2) 函數(shù)和流對象調(diào)用語句。函數(shù)調(diào)用語句由一次函 數(shù)調(diào)用加一個分號構(gòu)成一個語句，例如 sort(x,y,z); /假設已定義了sort函數(shù)，它有3個參數(shù) coutx100) z=z-100； coutz; 3.4 C+的輸入與輸出的輸入與輸出 在C+程序中可以方便的利用cout和cin進行輸出和 輸入

4、。但是cout和cin并不是C+語言中正式的輸入與輸 出語句。 cout和cin是輸入輸出流庫中的流對象，是在編譯系 統(tǒng)提供的I/O庫中定義的。 在使用cout和cin進行輸出和輸入時要使用預處理命令把 頭文件stream包含到本文件中： #include 3.4 C+的輸入與輸出的輸入與輸出 3.4 C+的輸入與輸出的輸入與輸出 cout語句的一般格式：語句的一般格式： cout表達式表達式1表達式表達式2.變量變量1變量變量2變量變量n； 一個cout語句可以分寫成若干行。如 coutThis is a simple C+ program.endl; 可以寫成 coutThis is /注

5、意行末尾無分號 a C+ program. endl; /語句最后有分號 也可寫成多個cout語句，即 coutThis is ; /語句末尾有分號 cout a C+ ; cout program.; coutendl; 比較比較printf 與與cout 在用cout輸出時，用戶不必通知計算機按何種類 型輸出，系統(tǒng)會自動判別輸出數(shù)據(jù)的類型，使輸出 的數(shù)據(jù)按相應的類型輸出。如已定義a為int型，b為 float型，c為char型，則 couta b cabcd; 可以寫成 cina /注意行末尾無分號 b /這樣寫可能看起來清晰些 c d; 也可以寫成 cina; cinb; cinc; c

6、ind; 以上3種情況均可以從鍵盤輸入： 1 2 3 4 也可以分多行輸入數(shù)據(jù)： 在用cin輸入時，系統(tǒng)也會根據(jù)變量的類型從 輸入流中提取相應長度的字節(jié) char c1,c2; int a; float b; cinc1c2ab; coutc1 c2 a b acb就可以 3.4.2 在輸入流與輸出流中使用控制符在輸入流與輸出流中使用控制符 滿足輸入輸出時有一些特殊的要求 double a=123.456789012345;對a賦初值 couta;輸出： 123.456 coutsetprecision(9)a;輸出： 123.456789 coutsetiosflags(ios fixed)

7、setprecision(8)a;輸出： 123.45678901 coutsetiosflags(ios scientific)setprecision(4)a; 輸出： 1.2346e02 int b=123456; coutsetw(10)b,b; 輸出： 123456，123456 setw.:只對其后的第一個數(shù)據(jù)起作用 程序的三種基本結(jié)構(gòu)程序的三種基本結(jié)構(gòu) 1、順序結(jié)構(gòu)、順序結(jié)構(gòu) A B C #include #include /由于程序要用到由于程序要用到 /數(shù)學函數(shù)數(shù)學函數(shù)sqrt，故應包含頭文件，故應包含頭文件cmath using namespace std; int mai

8、n( ) float a,b,c,x1,x2; cinabc; x1=(-b+sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a); x2=(-b-sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a); coutx1=x1endl; coutx2=x2y？ 真真 假假 z=xz=y 例如： if(xy) cout“x is smaller than y.”; else cout“x is larger than y or equal to y. ”; if(a=b 3.6 關系運算和邏輯運算關系運算和邏輯運算 關系表達式：用關系運算符將兩個表達式連接起來的式子； 優(yōu)先級相同 (高) (小于) (大于) = (大于

9、或等于) = (等于) ！= (不等于) 優(yōu)先級相同 (低) 1. 前4種關系運算符（，）的優(yōu)先級別相同， 后兩種也相同。前4種高于后兩種。例如，“”優(yōu)先于 “”。而“”與“a+b 等效于 c(a+b) ab=c 等效于(ab)=c a=bc 等效于a=(bc 等效于a=(bc) 關系表達式的值是一個邏輯值，即“真”或 “假”。例如，關系表達式“5=3”的值為“假”， “5=0”的值為“真”。 在C和C+中都用數(shù)值1代表“真”，用0代表 “假”。 如果有以下賦值表達式： d=ab 則d得到的值為1 f=abc f得到的值為0 邏輯常量和邏輯變量邏輯常量和邏輯變量 C語言沒有提供邏輯型數(shù)據(jù)，關系

10、表達式的值(真或假)分 別用數(shù)值1和0代表。 C+增加了邏輯型數(shù)據(jù)。邏輯型常量只有兩個，即false(假) 和true(真)。 邏輯型變量要用類型標識符bool來定義，它的值只能是 true和false之一。如： bool found,flag=false; /定義邏輯變量found和flag，并使flag的初值為false found=true; /將邏輯常量true賦給邏輯變量found 由于邏輯變量是用關鍵字bool來定義的，因此又稱為布爾 變量。邏輯型常量又稱為布爾常量。所謂邏輯型，就是布 爾型。 設立邏輯類型的目的是為了看程序時直觀易懂。 在編譯系統(tǒng)處理邏輯型數(shù)據(jù)時，將false處理

11、為0， 將true處理為1。因此，邏輯型數(shù)據(jù)可以與數(shù)值型 數(shù)據(jù)進行算術運算。 如果將一個非零的整數(shù)賦給邏輯型變量，則按 “真”處理，如 flag=123; /賦值后flag的值為true coutb) coutb) couta; else cout500) cost=0.15; else if(number300) cost=0.10; else if(number100) cost=0.075; else if(number50) cost=0.05; else cost=0; 注意：注意：1) if 后可跟復合語句。后可跟復合語句。 2) 注意注意 ；的位置。；的位置。 3) 注意多重注意

12、多重 if else 的搭配。的搭配。 if (ab) a=1; b=0; else a=0; b=1; a=0 b=1 a=1 b=0 ab 真真假假 if (i j) i+; if (ij); i+; i+ + ij 真真假假 if 總是與它上面最近的總是與它上面最近的 else 配對，如要改變，用復合語配對，如要改變，用復合語 句句 。 注意書寫格式注意書寫格式，相互配對的語句要對齊。，相互配對的語句要對齊。 ij 真真假假 i+ + 例：輸入兩個實數(shù)，按代數(shù)值由小到大次序輸出這兩個數(shù)。例：輸入兩個實數(shù)，按代數(shù)值由小到大次序輸出這兩個數(shù)。 void main( void ) float

13、a,b,t; /定義變量定義變量 coutab; /給變量賦值給變量賦值 a:7, b:3 if(ab) t=a; a=b; b=t; /交換數(shù)據(jù)，用中間變量交換數(shù)據(jù)，用中間變量 coutatbendl; /輸出變量輸出變量 b a t 7 3 7 7 3 輸出結(jié)果：輸出結(jié)果： 3 7 3.7.2 語句的嵌套語句的嵌套 在if語句中又包含一個或多個if語句稱為if語句的嵌套。 一般形式如下： if( ) if( ) 語句1 else 語句2 else if( ) 語句3 else 語句4內(nèi)嵌if 應當注意if與else的配對關系。else總是與它上面最近 的、且未配對的if配對。 限定了內(nèi)嵌i

14、f語句的范圍,關系清楚，不易出錯 1、編寫程序計算y的值： -1 (x0) 1. #include void main() int x,y; cinx; if (x0) y=1; coutyendl; 2. #include void main() int x,y; cinx; if (x0) y=-1; else if (x=0) y=0; else y=1; coutyendl; 3. #include void main() int x,y; cinx; if (x=0) if (x=0) y=0; else y=-1; else y=1; coutyendl; 4. #include

15、void main() int x,y; y=1; cinx; if (x=0) if (x=0) y=0; else y=-1; coutyendl; 3.8 條件運算符和條件表達式條件運算符和條件表達式 條件表達式的一般形式為 表達式1 ? 表達式2 表達式3 優(yōu)先級高于賦值運算符,低于邏輯運算符 用if語句表示則為： if (表達式1 ) 表達式2 ; else 表達式3; eg. x? a b 若x=0，則條件表達式的值為字符b的ASCII碼。 例 3.7 #include using namespace std; int main() char ch; cinch; ch=(ch=A

16、 coutchendl; return 0; b=(a0?2:0); 1.#include void main() int a,b; cina; if(a0) b=2; else b=0; coutbendl; 2.#include void main() int a,b; cina; if(a) if(a0) b=2; else b=0; coutbendl; 3.#include void main() int a,b; cina; b=2; if(a) if(a0) b=1; else if(a=0) b=0; else b=2; coutbendl; 4.#include void m

17、ain() int a,b; cina; b=0; if(a=0) if(a0) b=1; else b=2; coutbendl; 格式如下： switch（表達式） case 常量表達式1：語句1 case 常量表達式2：語句2 . case 常量表達式n：語句n default：語句n+1 /可無 語義為： 根據(jù)對表達式的計 算得到的值，從第 一個case常量開始 從上到下逐個進行 匹配，若相等，則 以此為入口，順序 向下執(zhí)行各條語句 序列。 3.9 多分支選擇結(jié)構(gòu)和多分支選擇結(jié)構(gòu)和switch 語句語句 格式如下： Switch() case:; break; case:; break

18、; case:;break; default: /可無可無 通過加 break強行 跳轉(zhuǎn)語句， 在執(zhí)行完第 一個語句序 列后，就強 行跳出 switch結(jié)構(gòu) P86第11題:將百分制成績轉(zhuǎn)換成5級 switch(int(score/10) case 10: case 9: grade=A;break; case 8: grade=B;break; case 7: grade=C;break; case 6: grade=D;break; default:grade=E; 3.11 循環(huán)結(jié)構(gòu)和循環(huán)語句循環(huán)結(jié)構(gòu)和循環(huán)語句 while語句的一般形式如下： while (表達式) 語句 例3.10 求

19、1+2+3+100。 #include using namespace std; int main( ) int i=1,sum=0; while (i=100) sum=sum+i; i+; coutsum=sumendl; do-while語句構(gòu)成循環(huán)語句構(gòu)成循環(huán) do-while語句的特點是先執(zhí)行循環(huán)體，然后判斷循環(huán) 條件是否成立。其一般形式為 do 語句 while (表達式)； 例3.11 用do-while語句求1+2+3+100。 #include using namespace std; int main( ) int i=1,sum=0; do sum=sum+i; i+;

20、while (i=100); coutsum=sumendl; return 0; 對同一個問題用while語句處理和用dowhile語句 處理是否等價 ? #include using namespace std; int main( ) int i,sum=0; cini; while (i=100) sum=sum+i; i+; coutsum=sumendl; return 0; #include using namespace std; int main( ) int i,sum=0; cini; do sum=sum+i; i+; while (i=100); coutsum=su

21、mendl; return 0; 格式： for(e1;e2;e3) 計算計算e2e2 執(zhí)行執(zhí)行 非非0 0 0 0 退出退出 循環(huán)循環(huán) 計算計算e1e1 計算計算e3e3 e1; while(e2) ; e3; forfor循環(huán)語句循環(huán)語句 for(循環(huán)變量賦初值；循環(huán)條件；循環(huán)變量增值) 語句 例如 for(i=1;i=100;i+) sum=sum+i; 它的執(zhí)行過程與圖3.10完全一樣。它相當于以下語句： i=1; while(i=100) sum=sum+i; i+; for語句語句 for(; ;)表示無限循環(huán)，相當于while（）語句 包含逗號表達式的其它形式的for語句，如：

22、for(sum=0,i=1;i100;i+) for(i=1,j=100;i=j;i+,j+) k=k+i+j; for(i=1;i=100;i+,i+); 例例 當結(jié)束條件為和大于2000時，如何表示？ while(sumn; while(n!=-1) sum=sum+n; cinn; int h=12,f=32; int count=0; while(2*h!=f) h+;f+;count+; 例例 輸入若干字母，將它們變成其后的第四個字母, AE,WA,非字母字符忽略。 思路： 1.建立循環(huán)，循環(huán)結(jié)束以輸入回車符為準while (c=getchar( )!=n) 2.判斷輸入的是否是字符

23、，否則忽略 if(c=a i=1;i+) cout“1”“*”i“=”setw(2)1*i“ ”; coutendl; for(i=1;i=2;i+) cout“2”“*”i“=”setw(2)2*i“ ”;coutendl; for(i=1;i=n;i+) cout“n”“*”i“=”setw(2)n*i“ ”;coutendl; for(n=1;n=9;n+) for(i=1;i=n;i+) coutn*i=setw(2)n*i ; coutendl; 舉一反三舉一反三 for(i=1;i=;i+) cout“1”“*”i“=”setw(2)1*i“ ”; coutendl; for(i=

24、1;i=;i+) cout“2”“*”i“=”setw(2)2*i“ ”;coutendl; for(i=1;i=10-n;i+) cout“n”“*”i“=”setw(2)n*i“ ”;coutendl; for(n=1;n=9;n+) for(i=1;i=10-n;i+) coutn*i=setw(2)n*i ; coutendl; 第1行一個 第2行二個 。 第N行N個 int i,j,n; coutn; for(int i=1;i=n;i+) for(j=1;j=i;j+) cout*;/打印若干個 coutendl; /換行 for(j=1;j=n-i+1;j+) 第1行:4個,接著

25、1個,換行 第2行:3個,接著3個,換行 第3行:2個,接著5個,換行 第4行:1個,接著7個,換行 第5行:0個,接著9個,換行 每行的個數(shù)：5-i 每行的個數(shù)： 2*i-1 每次循環(huán)要做三件事： 先打印(5-i) 個 后，接著打 印(2*i-1)個，再換行 for(int i=1;i=5;i+) for(j=1;j=5-i;j+) cout;/打印若干個 for(k=1;k=2*i-1;k+) cout;/打印若干個 coutendl; /換行 練習練習 ia 10 21i3成立 32i3不成立 4 5 63 7 8 格式： break; 該語句在程序中只用于下列兩種情況： 1、在開關語句

26、中，其功能是退出開關語 句，執(zhí)行其后的語句； 2、在循環(huán)體中，其功能是用來退出該重 循環(huán) breakbreak語句語句 格式：格式： continue;continue; 功能：只用在循環(huán)體中，用來功能：只用在循環(huán)體中，用來結(jié)束結(jié)束 該次循環(huán)該次循環(huán)。 在循環(huán)體中遇到在循環(huán)體中遇到continuecontinue語句時，語句時， 本次循環(huán)結(jié)束，回到循環(huán)條件判斷本次循環(huán)結(jié)束，回到循環(huán)條件判斷 是否執(zhí)行下一次循環(huán)。是否執(zhí)行下一次循環(huán)。 continuecontinue語句語句 #define M 10 void main() int num,sum(0); coutinput number:; f

27、or(int i=0;inum; if(num0) break; sum+=num; coutsum=sumendl; #define M 10 void main() int num,sum(0); coutinput number:; for(int i=0;inum; if(num0) continue; sum+=num; coutsum=sumendl; 求求10個數(shù)之和，個數(shù)之和， 遇負數(shù)終止遇負數(shù)終止 求求10個中的正個中的正 數(shù)之和數(shù)之和 快速算法：判斷它能否被2到sqrt(m)sqrt(m)之間的數(shù)之間的數(shù)整除， 若不能則是素數(shù)。 int m; coutm; int sqrtm=sqrt(m); for (int i=2;i=sqrtm+1) coutmis prime.n; else coutmisnt prime.n; /輸出 如何使程序更有效如何使程序更有效