計算機編程導論

1、計算機編程導論計算機編程導論本章主講本章主講 趙家剛、李俊萩趙家剛、李俊萩 1-2Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論程序設(shè)計的程序設(shè)計的3種基本結(jié)構(gòu)種基本結(jié)構(gòu)v（1）順序結(jié)構(gòu)（）順序結(jié)構(gòu)（2）選擇結(jié)構(gòu)（）選擇結(jié)構(gòu)（3）循環(huán)結(jié)構(gòu)）循環(huán)結(jié)構(gòu) 順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu) 是指程序流程按先后順序執(zhí)行，只有執(zhí)行是指程序流程按先后順序執(zhí)行，只有執(zhí)行了前一步，才能執(zhí)行后一步。例如火車在軌道上行駛，只了前一步，才能執(zhí)行后一步。例如火車在軌道上行駛，只有過了上一站點才能到達下一站點。有過了上一站點才能到達下一站點。 選擇結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)

2、又稱分支結(jié)構(gòu)，是指程序流程可以分幾條又稱分支結(jié)構(gòu)，是指程序流程可以分幾條路徑執(zhí)行。例如在一個十字路口處，可以選擇向東、南、路徑執(zhí)行。例如在一個十字路口處，可以選擇向東、南、西、北幾個方向行走。西、北幾個方向行走。 循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu) 又稱重復結(jié)構(gòu)，是指程序流程重復執(zhí)行某又稱重復結(jié)構(gòu)，是指程序流程重復執(zhí)行某一段代碼。例如萬米跑，圍著足球場跑道不停地跑，直到一段代碼。例如萬米跑，圍著足球場跑道不停地跑，直到滿足條件時（滿足條件時（25圈）才停下來。圈）才停下來。1-3Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論語句語句A語

3、句語句B順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)流程圖流程圖條件判斷條件判斷語句語句A真真語句語句B假假選擇結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)流程圖流程圖條件判斷條件判斷循環(huán)體循環(huán)體真真假假循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)流程圖流程圖3種基本結(jié)構(gòu)的流程圖種基本結(jié)構(gòu)的流程圖1-4Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論4.1循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題【問題問題4-1】用戶輸入一個列表，求出列表中所用戶輸入一個列表，求出列表中所有正偶數(shù)之和。有正偶數(shù)之和。分析：由于不知道用戶輸入的具體數(shù)據(jù)及個數(shù)，分析：由于不知道用戶輸入的具體數(shù)據(jù)及個數(shù)，因此需要在循環(huán)結(jié)構(gòu)中進行判斷和累加

4、。因此需要在循環(huán)結(jié)構(gòu)中進行判斷和累加。1-5Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論#ques4_1.pyli=input(請輸入一個列表請輸入一個列表:)sum=0for x in li: if x0 and x%2=0: sum+=xprint sum=,sum程序輸入及運行結(jié)果：程序輸入及運行結(jié)果：請輸入一個列表：請輸入一個列表：2, 3, 4, -5, 6, 12sum= 241-6Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論4

5、.2 循環(huán)結(jié)構(gòu)概述循環(huán)結(jié)構(gòu)概述v循環(huán)結(jié)構(gòu)是一種重復執(zhí)行的程序結(jié)構(gòu)。實際應(yīng)用中，循環(huán)結(jié)構(gòu)是一種重復執(zhí)行的程序結(jié)構(gòu)。實際應(yīng)用中，常會碰到一些需要重復執(zhí)行的步驟，如級數(shù)求和、常會碰到一些需要重復執(zhí)行的步驟，如級數(shù)求和、統(tǒng)計報表等等。例如：統(tǒng)計報表等等。例如： （1）計算）計算 1 + 2 + 3 + + 100，這是一個級數(shù)求和，這是一個級數(shù)求和問題，需要重復執(zhí)行問題，需要重復執(zhí)行100次，對次，對100個數(shù)依次進行個數(shù)依次進行累加。累加。 （2）假設(shè)）假設(shè)1個班級中有個班級中有n名同學，統(tǒng)計男同學和女名同學，統(tǒng)計男同學和女同學各有多少名。該問題的求解需要重復執(zhí)行同學各有多少名。該問題的求解需要重復

6、執(zhí)行n次，次，對每對每1個同學依次進行判斷，同時統(tǒng)計男同學和女個同學依次進行判斷，同時統(tǒng)計男同學和女同學的人數(shù)。同學的人數(shù)。1-7Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論4.2 循環(huán)結(jié)構(gòu)概述循環(huán)結(jié)構(gòu)概述（3）給定）給定2個整數(shù)，求它們的最大公約數(shù)和最小個整數(shù)，求它們的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)。例如：給定公倍數(shù)。例如：給定6和和9，求最大公約數(shù)時，求最大公約數(shù)時，循環(huán)過程從循環(huán)過程從6依次遞減至依次遞減至1，當循環(huán)到，當循環(huán)到3時，判時，判斷得斷得6和和9都能被都能被3整除，于是終止循環(huán)，求得整除，于是終止循環(huán)，求得

7、最大公約數(shù)是最大公約數(shù)是3.；求最小公倍數(shù)時，循環(huán)過程；求最小公倍數(shù)時，循環(huán)過程從從9依次遞增至依次遞增至54，當循環(huán)到，當循環(huán)到18時，判斷得時，判斷得18同時能被同時能被6和和9整除，于是終止循環(huán)，求得最小整除，于是終止循環(huán)，求得最小公倍數(shù)是公倍數(shù)是18。 vPython提供了兩種基本的循環(huán)結(jié)構(gòu)語提供了兩種基本的循環(huán)結(jié)構(gòu)語句句while語句、語句、for語句語句。1-8Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論4.3 while語句語句while 表達式表達式:循環(huán)體循環(huán)體表達式表達式循環(huán)體循環(huán)體真真(非零非零

8、)假假(零零)while 表達式表達式:循環(huán)體循環(huán)體else:else子句子句1-9Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論（1）while語句是一個語句是一個條件循環(huán)語句條件循環(huán)語句，即首先計算表，即首先計算表達式，根據(jù)表達式值的真、假來決定是否繼續(xù)循環(huán)。達式，根據(jù)表達式值的真、假來決定是否繼續(xù)循環(huán)。 （2）while語句的語法與語句的語法與if語句類似，要使用語句類似，要使用縮進縮進來來分隔子句。分隔子句。（3）while語句的條件表達式不需要用括號括起來，語句的條件表達式不需要用括號括起來，但是表達式后面必

9、須有但是表達式后面必須有冒號冒號。（4）使用）使用while語句編程通常會遇到兩種題型，一種語句編程通常會遇到兩種題型，一種是循環(huán)次數(shù)事先確定的問題；一種是循環(huán)次數(shù)事先不是循環(huán)次數(shù)事先確定的問題；一種是循環(huán)次數(shù)事先不確定的問題。確定的問題。說明：說明：1-10Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論4.3.1 while語句用于有限循環(huán)語句用于有限循環(huán)【分析分析】該問題使用循環(huán)結(jié)構(gòu)該問題使用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決，由于不確定用解決，由于不確定用戶即將輸入幾個正整戶即將輸入幾個正整數(shù)，因此屬于不確定數(shù)，因此屬于不確定循環(huán)次數(shù)

10、的問題。循環(huán)次數(shù)的問題。【例例4-1】編程從鍵盤輸入若編程從鍵盤輸入若干正整數(shù)，求所有輸入整數(shù)干正整數(shù)，求所有輸入整數(shù)之和。當輸入整數(shù)為負數(shù)時之和。當輸入整數(shù)為負數(shù)時，結(jié)束該操作。，結(jié)束該操作。1-11Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論#Exp4_1.pyprint 請輸入若干正整數(shù)進行求和操作，當輸入負數(shù)時結(jié)束請輸入若干正整數(shù)進行求和操作，當輸入負數(shù)時結(jié)束: s = 0 x = input(請輸入一個整數(shù)請輸入一個整數(shù): )while x = 0: s = s + x x = input(請輸入一個整數(shù)請

11、輸入一個整數(shù): )print 整數(shù)之和整數(shù)之和=, s程序：程序：程序運行結(jié)果：程序運行結(jié)果：請輸入若干正整數(shù)進行求和操作，當輸入負數(shù)時結(jié)請輸入若干正整數(shù)進行求和操作，當輸入負數(shù)時結(jié)束束: 請輸入一個整數(shù)請輸入一個整數(shù): 10請輸入一個整數(shù)請輸入一個整數(shù): 20請輸入一個整數(shù)請輸入一個整數(shù): 301-12Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論【例例4-2】編程從鍵盤輸入若干個字符，一邊輸入編程從鍵盤輸入若干個字符，一邊輸入一邊輸出，當輸入一邊輸出，當輸入“#”字符時終止該操作。字符時終止該操作?！痉治龇治觥浚?

12、）本題使用循環(huán)）本題使用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決，每次循環(huán)結(jié)構(gòu)解決，每次循環(huán)從鍵盤輸入一個字符從鍵盤輸入一個字符，直到輸入為，直到輸入為“#”字符時停止循環(huán)。字符時停止循環(huán)。（2）由于輸入的字）由于輸入的字符個數(shù)無法確定，因符個數(shù)無法確定，因此此循環(huán)次數(shù)不確定循環(huán)次數(shù)不確定。 是是否否1-13Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論a = raw_input(請輸入字符，如果輸入請輸入字符，如果輸入 # 號則結(jié)束輸入操作號則結(jié)束輸入操作: )while a != #: #判斷輸入的是否是井號判斷輸入的是否是井號print 您

13、輸入的字符是：您輸入的字符是：, a #打印輸入的字符打印輸入的字符#以下語句是再次輸入一個新的字符以下語句是再次輸入一個新的字符a = raw_input(請輸入字符，如果輸入請輸入字符，如果輸入 # 號則結(jié)束輸入操號則結(jié)束輸入操作作: )else:print 輸入結(jié)束輸入結(jié)束程序：程序：提問：提問：（1）循環(huán)結(jié)束后，變量）循環(huán)結(jié)束后，變量 a 中的值是什么？中的值是什么？（2）如果循環(huán)體中沒有下面這條語句會怎么樣？）如果循環(huán)體中沒有下面這條語句會怎么樣？a = raw_input(請輸入字符，如果輸入請輸入字符，如果輸入 # 號則結(jié)束輸入操作號則結(jié)束輸入操作: )1-14Copyright

14、 SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論4.3.2 while語句解決確定循環(huán)次數(shù)的問題語句解決確定循環(huán)次數(shù)的問題 確定循環(huán)次數(shù)的問題是指循環(huán)之前可以預(yù)確定循環(huán)次數(shù)的問題是指循環(huán)之前可以預(yù)知循環(huán)即將執(zhí)行的次數(shù)，為了控制循環(huán)次數(shù)，知循環(huán)即將執(zhí)行的次數(shù)，為了控制循環(huán)次數(shù)，通常在程序中設(shè)置一個計數(shù)變量，每次循環(huán)，通常在程序中設(shè)置一個計數(shù)變量，每次循環(huán)，該變量進行自增或自減操作，當變量值自增到該變量進行自增或自減操作，當變量值自增到大于設(shè)定的上限值或者自減到小于設(shè)定的下限大于設(shè)定的上限值或者自減到小于設(shè)定的下限值時，循環(huán)自動結(jié)束。值時，循

15、環(huán)自動結(jié)束。1-15Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論4.3.2 while語句解決確定循環(huán)次數(shù)的問題語句解決確定循環(huán)次數(shù)的問題【例例4-3】 編程計算編程計算1+2+3+100 的值。的值。分析：本題使用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決，每循環(huán)一次累加分析：本題使用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決，每循環(huán)一次累加一個整數(shù)值，整數(shù)的取值范圍為一個整數(shù)值，整數(shù)的取值范圍為1100。由于。由于整數(shù)的范圍是確定的，因此循環(huán)次數(shù)也是確定整數(shù)的范圍是確定的，因此循環(huán)次數(shù)也是確定的。的。1-16Copyright SWFU-CISD, 2012. All r

16、ights reserved.計算機編程導論計算機編程導論4.3.2 while語句解決確定循環(huán)次數(shù)的語句解決確定循環(huán)次數(shù)的問題問題程序：程序：#Exp4_3.pyi, s = 1, 0while i = 100 :s = s + ii += 1print 1+2+3+.+100 = , s框圖：1-17Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論4.3.2 while語句解決確定循環(huán)次數(shù)的語句解決確定循環(huán)次數(shù)的問題問題分析：本題使用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決，每循環(huán)一次輸出一分析：本題使用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決，每循環(huán)一次輸出一個列表元素

17、值，由于列表定義后，其長度是已知個列表元素值，由于列表定義后，其長度是已知的，因此循環(huán)次數(shù)也是確定的。的，因此循環(huán)次數(shù)也是確定的?！纠?-4】 編程依次輸出列表中每個元素的值。編程依次輸出列表中每個元素的值。1-18Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論4.3.2 while語句解決確定循環(huán)次數(shù)的問題語句解決確定循環(huán)次數(shù)的問題程序：程序：#Exp4_4.pya_list = a, b, mpilgrim, z, examplea_len = len(a_list)i = 0while i a_len: pri

18、nt 列表的第列表的第, i+1, 個元個元素是：素是：, a_listi i += 11-19Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論4.3.3 while語句用于無限循環(huán)語句用于無限循環(huán)v當當while語句的語句的“表達式表達式”永遠不會為布爾假時，永遠不會為布爾假時，循環(huán)將永遠不會結(jié)束，形成無限循環(huán)，也稱死循環(huán)將永遠不會結(jié)束，形成無限循環(huán)，也稱死循環(huán)。循環(huán)。v使用使用while語句構(gòu)成無限循環(huán)的格式通常為：語句構(gòu)成無限循環(huán)的格式通常為：while True:循環(huán)體循環(huán)體v可以在循環(huán)體內(nèi)使用可以在循環(huán)體內(nèi)使用

19、break語句語句強制結(jié)束死循強制結(jié)束死循環(huán)。環(huán)。1-20Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論【例【例4-5】使用無限循環(huán)的方法編程實現(xiàn)例】使用無限循環(huán)的方法編程實現(xiàn)例4-2。a = input(請輸入字符，如果輸入請輸入字符，如果輸入 # 號號則結(jié)束輸入操作則結(jié)束輸入操作: )while True:print(您輸入的字符是：您輸入的字符是：, a)a = input(請輸入字符，如果輸請輸入字符，如果輸入入 # 號則結(jié)束輸入操作號則結(jié)束輸入操作: )if a = #:break程序：程序：1-21Copy

20、right SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論【例【例4-6】求以下表達式的值，其中】求以下表達式的值，其中n值從鍵盤輸值從鍵盤輸入。參考值：當入。參考值：當n = 11時，時，s = 1.833333 。ns3211321121111-22Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論【分析分析】（1）以上問題屬于數(shù)學中的級數(shù)求和問題，是使用）以上問題屬于數(shù)學中的級數(shù)求和問題，是使用循環(huán)結(jié)構(gòu)解決的一類常見問題。循環(huán)結(jié)構(gòu)解決的一類常見問題。（2）級數(shù)求

21、和問題編程的重點在于通過觀察表達式）級數(shù)求和問題編程的重點在于通過觀察表達式的規(guī)律，分析每次循環(huán)都要完成的事件。通常將這的規(guī)律，分析每次循環(huán)都要完成的事件。通常將這些事件進行局部分解，稱為些事件進行局部分解，稱為“通式通式”。 該題的通式有以下幾個：該題的通式有以下幾個：（1）分母的通式：）分母的通式：（2）變量）變量i的通式：的通式：（3）當前項的通式：）當前項的通式：（4）求和的通式：）求和的通式：mu = mu + ii = i + 1t = 1.0 / mus = s + t1-23Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程

22、導論計算機編程導論i=1mu = 0s = 0.0n = input(請輸入請輸入n值值: ) #或用書上的代碼或用書上的代碼while i = 1e-8:s = s + t zi = zi * imu = mu * ( 2 * i + 1)t = zi * 1.0 / mui += 1print PAI = , (2 * s)1-27Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論【例【例4-8】求求1 100之間能被之間能被7整除，但不能同整除，但不能同時被時被5整除的所有整數(shù)整除的所有整數(shù) ?！痉治龇治觥浚?）本題

23、需要對）本題需要對1 100范圍內(nèi)的所有數(shù)一一進范圍內(nèi)的所有數(shù)一一進行判斷。行判斷。（2）本題的循環(huán)次數(shù)確）本題的循環(huán)次數(shù)確定是定是100次。次。 （3）在每次循環(huán)過程中）在每次循環(huán)過程中需要用需要用 if 語句進行條件語句進行條件判斷。因此本題是循環(huán)判斷。因此本題是循環(huán)嵌套選擇的結(jié)構(gòu)。嵌套選擇的結(jié)構(gòu)。1-28Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論i = 1 # i 既是循環(huán)變量，同時又是被判斷的數(shù)既是循環(huán)變量，同時又是被判斷的數(shù)print(1100之間能被之間能被7整除，但不能同時被整除，但不能同時被5整除的

24、所有數(shù)是整除的所有數(shù)是:)while i = 100: #判斷循環(huán)是否結(jié)束判斷循環(huán)是否結(jié)束 if i % 7 = 0 and i % 5 != 0: #判斷本次的判斷本次的i是否滿足條件是否滿足條件 print i, t #打印滿足條件的打印滿足條件的i i += 1 #每次循環(huán)每次循環(huán) i 應(yīng)自增應(yīng)自增程序：程序：提問：提問：請問語句請問語句“i += 1”可以和語句可以和語句 “print i, t ”對齊嗎？對齊嗎？1-29Copyright SWFU-CISD, 2012. All rights reserved.計算機編程導論計算機編程導論【例【例4-6】輸出】輸出“水仙花數(shù)水仙花數(shù)”。所謂水仙花數(shù)是指。所謂水仙花數(shù)是指1個個3位的十進制數(shù)，其各位數(shù)字的立方和等于該數(shù)本身。位的十進制數(shù)，其各位數(shù)字的立方和等