c3順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計ppt課件

1、第三章 順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會1 利用計算機(jī)解決實際問題的步驟利用計算機(jī)解決實際問題的步驟2 算法的概念算法的概念3 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計本章內(nèi)容本章內(nèi)容4 C+語句語句5 C+的輸入與輸出的輸入與輸出6 順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會1 利用計算機(jī)解決實際問題的步驟算法分析算法分析最有效的方法最有效的方法問題問題選擇實現(xiàn)語言選擇實現(xiàn)語言運(yùn)行程序運(yùn)行程序分析、論證分析、論證算法流程算法流程終了終了測試程序測試程序中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會2 算法的概

2、念一、算法的概念一、算法的概念程序程序?qū)?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)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)的組織形式，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對操作的描述：即操作步驟，也就是算法對操作的描述：即操作步驟，也就是算法算法：為解決一個問題而采取的方法和步驟，稱為算法：為解決一個問題而采取的方法和步驟，稱為“算法算法” 它是程序設(shè)計的靈魂，是解決它是程序設(shè)計的靈魂，是解決“做什么和做什么和“怎么做怎么做的的 問題，處理的對象是數(shù)據(jù)問題，處理的對象是數(shù)據(jù)中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會2 算法的概念二、算法的特性二、算法的特性1、有窮性、有窮性2、

3、確定性、確定性3、有效性、有效性/可行性可行性4、有零個或多個輸入、有零個或多個輸入5、有一個或多個輸出、有一個或多個輸出中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會2 算法的概念三、算法的表示三、算法的表示自然語言表示法自然語言表示法傳統(tǒng)流程圖表示法傳統(tǒng)流程圖表示法NS結(jié)構(gòu)化流程圖結(jié)構(gòu)化流程圖偽代碼偽代碼PAD圖等圖等中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會2 算法的概念三、算法的表示三、算法的表示1、自然語言表示法、自然語言表示法例：對于一個大于等于例：對于一個大于等于3的正整數(shù)，判斷其是否素數(shù)的正整數(shù)，判斷其是否素數(shù)算法如下：算法如下：S1：輸入：輸入n的值的

4、值S2：i2作為除數(shù)作為除數(shù)S3：n被被i除，得余數(shù)除，得余數(shù)rS4：如果：如果r0，表示，表示n能被能被i整除，則打印整除，則打印“不是素數(shù)不是素數(shù)”，算法結(jié)束；算法結(jié)束； 否則，繼續(xù)下一步否則，繼續(xù)下一步S5：i1iS6：如果：如果in1，返回執(zhí)行，返回執(zhí)行S3；否則，打??；否則，打印“是素數(shù)是素數(shù)”，算法結(jié)束算法結(jié)束中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會2 算法的概念三、算法的表示三、算法的表示2、傳統(tǒng)流程圖表示法、傳統(tǒng)流程圖表示法起止框起止框判斷框判斷框處理框處理框輸入輸入/輸出框輸出框注釋框注釋框流向線流向線連接點連接點中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基

5、礎(chǔ) 喬志會出口出口1出口出口2傳統(tǒng)流程圖表示前例傳統(tǒng)流程圖表示前例中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會2 算法的概念三、算法的表示三、算法的表示3、算法的三種基本結(jié)構(gòu)、算法的三種基本結(jié)構(gòu)Bohra和和Jacopini提出了以下三種基本結(jié)構(gòu)：提出了以下三種基本結(jié)構(gòu)： 順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)用這三種基本結(jié)構(gòu)作為表示一個良好算法的基本用這三種基本結(jié)構(gòu)作為表示一個良好算法的基本單元。單元。中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)三種基本結(jié)構(gòu)三種基本結(jié)構(gòu)中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ)

6、喬志會當(dāng)型當(dāng)型(While型型)循環(huán)循環(huán) 直到型直到型(Until型型)循環(huán)循環(huán) 三種基本結(jié)構(gòu)中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會三種基本結(jié)構(gòu)的共同特點：三種基本結(jié)構(gòu)的共同特點：2 算法的概念三、算法的表示三、算法的表示3、算法的三種基本結(jié)構(gòu)、算法的三種基本結(jié)構(gòu)(1)(1)只有一個入口；只有一個入口； (2)(2)只有一個出口；（請注意：一個菱形判斷框有只有一個出口；（請注意：一個菱形判斷框有兩個出口，而一個選擇結(jié)構(gòu)只有一個出口。不兩個出口，而一個選擇結(jié)構(gòu)只有一個出口。不要將菱形框的出口和選擇結(jié)構(gòu)的出口混淆。）要將菱形框的出口和選擇結(jié)構(gòu)的出口混淆。）(3)(3)結(jié)構(gòu)內(nèi)的每一

7、部分都有機(jī)會被執(zhí)行到；結(jié)構(gòu)內(nèi)的每一部分都有機(jī)會被執(zhí)行到；(4)(4)結(jié)構(gòu)內(nèi)不存在結(jié)構(gòu)內(nèi)不存在“死循環(huán)死循環(huán)”(”(無終止的循環(huán)無終止的循環(huán)) )。中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會一個出口一個出口出口出口1出口出口2中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會2 算法的概念三、算法的表示三、算法的表示3、NS結(jié)構(gòu)化流程圖結(jié)構(gòu)化流程圖 1973 1973年美國學(xué)者年美國學(xué)者I.NassiI.Nassi和和B.ShneidermanB.Shneiderman提出了提出了一種新的流程圖形式。在這種流程圖中，完全去一種新的流程圖形式。在這種流程圖中，完全去掉了帶箭頭的

8、流程線。全部算法寫在一個矩形框掉了帶箭頭的流程線。全部算法寫在一個矩形框內(nèi)，在該框內(nèi)還可以包含其它的從屬于它的框，內(nèi)，在該框內(nèi)還可以包含其它的從屬于它的框，或者說，由一些基本的框組成一個大的框。這種或者說，由一些基本的框組成一個大的框。這種流程圖又稱流程圖又稱N-SN-S結(jié)構(gòu)化流程圖結(jié)構(gòu)化流程圖 。中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會 N-S流程圖用以下的流程圖符流程圖用以下的流程圖符號：號： (1)順序結(jié)構(gòu)(2)選擇結(jié)構(gòu)(3)直到型循環(huán)(3)當(dāng)型循環(huán)中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會N-S圖表示

9、算法的優(yōu)點圖表示算法的優(yōu)點 比文字描述直觀、籠統(tǒng)、比文字描述直觀、籠統(tǒng)、 易于理解；比傳統(tǒng)易于理解；比傳統(tǒng)流程圖緊湊易畫。尤其是它廢除了流程線，流程圖緊湊易畫。尤其是它廢除了流程線，整個算法結(jié)構(gòu)是由各個基本結(jié)構(gòu)按順序組成整個算法結(jié)構(gòu)是由各個基本結(jié)構(gòu)按順序組成的，的，N-S流程圖中的上下順序就是執(zhí)行時的流程圖中的上下順序就是執(zhí)行時的順序。用順序。用N-S圖表示的算法都是結(jié)構(gòu)化的算圖表示的算法都是結(jié)構(gòu)化的算法，因為它不可能出現(xiàn)流程無規(guī)律的跳轉(zhuǎn)，法，因為它不可能出現(xiàn)流程無規(guī)律的跳轉(zhuǎn)，而只能自上而下地順序執(zhí)行。而只能自上而下地順序執(zhí)行。中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會3 結(jié)構(gòu)化

10、程序設(shè)計 一個結(jié)構(gòu)化程序一個結(jié)構(gòu)化程序 就是用高級語言表示的結(jié)構(gòu)化就是用高級語言表示的結(jié)構(gòu)化算法。用三種基本結(jié)構(gòu)組成的程序必然是結(jié)構(gòu)化算法。用三種基本結(jié)構(gòu)組成的程序必然是結(jié)構(gòu)化的程序，這種程序便于編寫、便于閱讀、便于修的程序，這種程序便于編寫、便于閱讀、便于修改和維護(hù)。改和維護(hù)。 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計風(fēng)格和程序結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計風(fēng)格和程序結(jié)構(gòu)的規(guī)范化，提倡清晰的結(jié)構(gòu)。規(guī)范化，提倡清晰的結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法的基本思路是：把一個復(fù)雜結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法的基本思路是：把一個復(fù)雜問題的求解過程問題的求解過程 分階段進(jìn)行，每個階段處理的分階段進(jìn)行，每個階段處理的問題都控制在人們?nèi)?/p>

11、易理解和處理的范圍內(nèi)。問題都控制在人們?nèi)菀桌斫夂吞幚淼姆秶鷥?nèi)。中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法采取以下方法來保證得到結(jié)構(gòu)化的程序：采取以下方法來保證得到結(jié)構(gòu)化的程序：自頂向下；自頂向下；逐步細(xì)化；逐步細(xì)化；模塊化設(shè)計；模塊化設(shè)計；結(jié)構(gòu)化編碼。結(jié)構(gòu)化編碼。兩種不同的方法：兩種不同的方法：自頂向下，逐步細(xì)化；自頂向下，逐步細(xì)化；自下而上，逐步積累。自下而上，逐步積累。中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會自頂向下，逐步細(xì)化方法的優(yōu)點：自頂向下，逐步細(xì)化方法的優(yōu)點： 考慮周全，結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，作考慮周全，結(jié)構(gòu)清晰，層次

12、分明，作者容易寫，讀者容易看。如果發(fā)現(xiàn)某一部者容易寫，讀者容易看。如果發(fā)現(xiàn)某一部分中有一段內(nèi)容不妥，需要修改，只需找分中有一段內(nèi)容不妥，需要修改，只需找出該部分修改有關(guān)段落即可，與其它部分出該部分修改有關(guān)段落即可，與其它部分無關(guān)。我們提倡用這種方法設(shè)計程序。這無關(guān)。我們提倡用這種方法設(shè)計程序。這就是用工程的方法設(shè)計程序。就是用工程的方法設(shè)計程序。中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會模塊設(shè)計的方法：模塊設(shè)計的方法： 模塊化設(shè)計的思想實際上是一種模塊化設(shè)計的思想實際上是一種“分而治分而治之之的思想，把一個大任務(wù)分為若干個子任的思想，把一個大任務(wù)分為若干個子任務(wù)，每一個子任務(wù)就相

13、對簡單了。務(wù)，每一個子任務(wù)就相對簡單了。 在拿到一個程序模塊以后，根據(jù)程序模在拿到一個程序模塊以后，根據(jù)程序模塊的功能將它劃分為若干個子模塊，如果這塊的功能將它劃分為若干個子模塊，如果這些子模塊的規(guī)模還嫌大，還再可以劃分為更些子模塊的規(guī)模還嫌大，還再可以劃分為更小的模塊。這個過程采用自頂向下方法來實小的模塊。這個過程采用自頂向下方法來實現(xiàn)?，F(xiàn)。 子模塊一般不超過子模塊一般不超過5050行行 劃分子模塊時應(yīng)注意模塊的獨立性，即：劃分子模塊時應(yīng)注意模塊的獨立性，即：使一個模塊完成一項功能，耦合性愈少愈好。使一個模塊完成一項功能，耦合性愈少愈好。 中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬

14、志會4 C+語句語句一、語句的概念一、語句的概念C+語句用來向計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出操作指令，它都語句用來向計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出操作指令，它都是用來完成一定操作任務(wù)的。是用來完成一定操作任務(wù)的。二、二、C+語句的分類語句的分類聲明語句聲明語句執(zhí)行語句執(zhí)行語句空語句空語句復(fù)合語句復(fù)合語句中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會二、二、C+語句的分類語句的分類1、聲明語句、聲明語句對變量及其它對象的定義，可以出現(xiàn)在函數(shù)中的任對變量及其它對象的定義，可以出現(xiàn)在函數(shù)中的任何行，也可放在函數(shù)外何行，也可放在函數(shù)外如：如：int a,b;2、執(zhí)行語句、執(zhí)行語句通知計算機(jī)完成一定的操作通知計算機(jī)完成一定的

15、操作包括控制語句、函數(shù)和流調(diào)用語句、表達(dá)式語句包括控制語句、函數(shù)和流調(diào)用語句、表達(dá)式語句2、執(zhí)行語句、執(zhí)行語句中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會(1) 控制語句控制語句 完成一定的控制功能完成一定的控制功能if ( ) else 條件條件for ( ) 、while ( ) 、do while ( ) 循環(huán)循環(huán)continue 、break 結(jié)束循環(huán)結(jié)束循環(huán)switch 多分支選擇語句多分支選擇語句goto 跳轉(zhuǎn)語句跳轉(zhuǎn)語句return 從函數(shù)返回語句從函數(shù)返回語句二、二、C+語句的分類語句的分類2、執(zhí)行語句、執(zhí)行語句中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志

16、會(2) 函數(shù)和流對象調(diào)用語句函數(shù)和流對象調(diào)用語句 由一次函數(shù)調(diào)用加一個分號構(gòu)成一條語句由一次函數(shù)調(diào)用加一個分號構(gòu)成一條語句 例例 max(a，b)； coutxendl;(3) 表達(dá)式語句表達(dá)式語句 由一個表達(dá)式加一個分號構(gòu)成一條語句，但構(gòu)由一個表達(dá)式加一個分號構(gòu)成一條語句，但構(gòu) 成的語句應(yīng)該有意義，最典型的為賦值語句成的語句應(yīng)該有意義，最典型的為賦值語句 a=3 表達(dá)式表達(dá)式 a=3; 賦值語句賦值語句 i+1 表達(dá)式表達(dá)式 i+1; 表達(dá)式語句表達(dá)式語句 無實際意義無實際意義二、二、C+語句的分類語句的分類2、執(zhí)行語句、執(zhí)行語句中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會3、

17、空語句、空語句只有一個分號的語句，什么也不做只有一個分號的語句，什么也不做主要用來完善程序的結(jié)構(gòu)，有時用來做被轉(zhuǎn)向點或主要用來完善程序的結(jié)構(gòu)，有時用來做被轉(zhuǎn)向點或循環(huán)語句中的循環(huán)體循環(huán)語句中的循環(huán)體4、復(fù)合語句、復(fù)合語句用用 把一些語句括起來成為復(fù)合語句把一些語句括起來成為復(fù)合語句例例 P49二、二、C+語句的分類語句的分類中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會5 數(shù)據(jù)輸出與輸入數(shù)據(jù)輸出與輸入不論不論C語言還是語言還是C+，輸入與輸出都不是，輸入與輸出都不是其語言中的正式組成部分，如需使用其語言中的正式組成部分，如需使用C中中的輸入輸出函數(shù)或的輸入輸出函數(shù)或C+中的輸入輸出流

18、，中的輸入輸出流，都必須用預(yù)處理命令將頭文件包含到本文都必須用預(yù)處理命令將頭文件包含到本文件中件中如：如：#include #include 中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會一、輸入流與輸出流一、輸入流與輸出流1、一般格式：、一般格式： cout表達(dá)式表達(dá)式1表達(dá)式表達(dá)式2變量變量1變量變量2變量變量n; 闡明闡明1cout可分寫成若干行可分寫成若干行coutThis is a simple C+ program.endl;coutThis isa C+program.endl;coutThis is;cout a C+;cout program. ;cout endl

19、;中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會（2不能用一個插入運(yùn)算符不能用一個插入運(yùn)算符“abcd;cinabcd;cina;cin b;cin c;cin d;中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會（5cin輸入時系統(tǒng)會根據(jù)變量的類型從輸入流中輸入時系統(tǒng)會根據(jù)變量的類型從輸入流中提取相應(yīng)長度的字節(jié)提取相應(yīng)長度的字節(jié)char c1,c2;int a;float b;cinc1c2ab;輸入：輸入：1234 56.78用用cin語句得不到空格和回車字符語句得不到空格和回車字符中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會2、輸入輸出流的控制符、輸入輸出流

20、的控制符 P53 表表3.1 如使用控制符，還需在程序開頭加如使用控制符，還需在程序開頭加 #include 一、輸入流與輸出流一、輸入流與輸出流例：輸出雙精度例：輸出雙精度 輸出整數(shù)輸出整數(shù) 例例3.1中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會二、二、getchar和和putchar1、字符格式輸出函數(shù)、字符格式輸出函數(shù) putchar( )功能：向終端輸出一個字符功能：向終端輸出一個字符方式：方式：putchar(參數(shù)參數(shù))參數(shù)：可以為常量，也可以為變量，還可以是參數(shù)：可以為常量，也可以為變量，還可以是任意整型表達(dá)式，參數(shù)的值代表的是某字符對任意整型表達(dá)式，參數(shù)的值代表的是某

21、字符對應(yīng)的應(yīng)的ASCII碼值碼值,也可輸出轉(zhuǎn)義字符也可輸出轉(zhuǎn)義字符使用時需加頭文件使用時需加頭文件 #include 例例 P55 例例3.2中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會二、二、getchar和和putchar2、字符格式輸入函數(shù)、字符格式輸入函數(shù) getchar( )功能：從終端輸入一個字符功能：從終端輸入一個字符方式：方式：getchar( )getchar( )無參數(shù)，函數(shù)的值就是從輸入設(shè)備得到的字符，無參數(shù)，函數(shù)的值就是從輸入設(shè)備得到的字符，得到的字符可以賦給一個字符變量或整型變量；得到的字符可以賦給一個字符變量或整型變量；也可以不賦給任何變量，作為表達(dá)式的一部分也可以不賦給任何變量，作為表達(dá)式的一部分使用時需加頭文件使用時需加頭文件 #include #include 例例 P56 P56 例例3.33.3中北大學(xué)電子與計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院C+程序設(shè)計基礎(chǔ) 喬志會三、三、scanf和和printf1、輸出函數(shù)、輸出函數(shù) printf( ) 功能：向終端輸出若干個任意類型的數(shù)據(jù)功能：向終端輸出若干個任意類型的數(shù)據(jù)格式：格式：printf(格式控制，輸出表列格式控制