《審普通程序》課件

審普通程序審計程序是審計師為了獲取審計證據(jù)，并形成審計意見而執(zhí)行的一系列步驟。審計程序分為兩種：實質性程序和控制測試程序。課程介紹學習目標掌握基本程序設計概念、算法思想和編程技巧。課程內容涵蓋數(shù)據(jù)結構、算法、程序設計語言基礎等內容。課程特色理論與實踐結合，注重培養(yǎng)學生解決問題的能力。普通程序的特點順序執(zhí)行程序按照代碼的順序一步一步執(zhí)行，指令之間嚴格按照順序執(zhí)行，不會跳躍執(zhí)行。固定流程執(zhí)行流程是預先確定的，程序執(zhí)行過程中的流程是固定的，不會根據(jù)條件進行改變。普通程序的結構1數(shù)據(jù)結構數(shù)據(jù)組織方式2算法解決問題步驟3控制結構程序執(zhí)行流程4模塊化代碼復用程序由數(shù)據(jù)結構、算法、控制結構和模塊化組成。數(shù)據(jù)結構組織數(shù)據(jù)，算法實現(xiàn)程序功能，控制結構決定程序執(zhí)行流程，模塊化則提高代碼復用性。算法概述問題求解算法是解決特定問題的一系列步驟或指令。它描述了解決問題所需的具體操作順序。數(shù)據(jù)組織算法通常與數(shù)據(jù)結構密切相關，它們共同協(xié)作以有效地處理和操作數(shù)據(jù)。代碼實現(xiàn)算法可以用編程語言實現(xiàn)，將抽象的步驟轉換為計算機可執(zhí)行的指令。算法的特性11.確定性算法的每一步都必須是明確的，不會產生歧義。同一個算法在相同條件下執(zhí)行，結果應始終一致。22.有窮性算法必須在有限步驟內完成，不能無限循環(huán)。經過有限次操作后，算法能夠終止。33.可行性算法的步驟必須是可執(zhí)行的，可以被計算機或人執(zhí)行，即算法中的每個步驟都能夠被計算機或人用有限的時間和空間完成。44.輸入/輸出算法必須有輸入，并產生相應的輸出結果。輸入可以是零個或多個，輸出也可以是零個或多個。算法效率評判算法效率是指算法執(zhí)行的時間和空間復雜度，可以衡量算法的優(yōu)劣。時間復雜度是指算法執(zhí)行所需要的計算時間，空間復雜度是指算法執(zhí)行所需要的內存空間。時間復雜度時間復雜度衡量算法執(zhí)行時間隨輸入規(guī)模增長變化趨勢。常用大O記號表示，例如O(n)、O(n^2)、O(logn)等。時間復雜度增長趨勢示例算法O(1)常數(shù)時間數(shù)組訪問O(n)線性時間線性查找O(n^2)平方時間冒泡排序O(logn)對數(shù)時間二分查找空間復雜度空間復雜度衡量算法在運行時所使用的額外存儲空間。它描述了算法對內存的需求。空間復雜度與輸入數(shù)據(jù)的規(guī)模有關，算法需要的存儲空間會隨著輸入規(guī)模的增長而改變。例如，線性查找需要額外的空間來存儲中間結果，而二分查找只需要常數(shù)大小的額外空間。評估算法的空間復雜度對于優(yōu)化內存使用、避免內存溢出和提高效率至關重要。算法分析算法分析主要通過以下步驟進行：1確定問題首先需要明確問題的目標和約束條件。2設計算法根據(jù)問題性質，設計出具體的算法步驟。3算法驗證使用測試用例驗證算法的正確性和效率。4優(yōu)化改進對算法進行優(yōu)化，提高其執(zhí)行效率和資源利用率。線性結構線性結構的特點線性結構是一種簡單的數(shù)據(jù)結構，元素之間存在唯一的線性關系，可以進行順序訪問。線性結構的類型數(shù)組鏈表棧隊列線性結構的應用線性結構廣泛應用于各種程序中，例如，用于存儲和管理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)排序算法，以及構建其他復雜的數(shù)據(jù)結構。棧后進先出棧是一種線性數(shù)據(jù)結構，遵循后進先出的原則。數(shù)據(jù)存儲棧使用一個指針，稱為棧頂指針，指向當前棧頂元素。常見操作入棧出棧獲取棧頂元素隊列先進先出隊列是一種線性數(shù)據(jù)結構，遵循先進先出的原則。數(shù)據(jù)從隊尾插入，從隊頭刪除。應用場景隊列廣泛應用于各種程序設計領域，例如：任務調度、緩沖區(qū)管理、打印機管理等。數(shù)據(jù)結構隊列通常用數(shù)組或鏈表實現(xiàn)。數(shù)組實現(xiàn)通常使用循環(huán)數(shù)組來提高效率。鏈表節(jié)點鏈接每個節(jié)點包含數(shù)據(jù)和指向下一個節(jié)點的指針。鏈表通過節(jié)點之間的鏈接來組織數(shù)據(jù)。單向鏈表節(jié)點只能指向下一個節(jié)點，形成線性結構。雙向鏈表每個節(jié)點同時包含指向下一個節(jié)點和上一個節(jié)點的指針，允許雙向遍歷。循環(huán)鏈表最后一個節(jié)點指向第一個節(jié)點，形成閉環(huán)結構，方便循環(huán)訪問。遞歸1定義遞歸是一種函數(shù)調用自身的編程技巧。它通過將問題分解為更小的、類似的問題來解決復雜問題。2關鍵要素遞歸包含兩個關鍵部分：基本情況和遞歸情況?；厩闆r定義了遞歸結束的條件，而遞歸情況則將問題分解為更小的子問題并遞歸調用自身。3應用遞歸廣泛應用于各種算法中，例如排序、查找和樹遍歷等，它提供了一種簡潔而優(yōu)雅的解決問題的方案。4優(yōu)缺點遞歸可以使代碼更簡潔，但它可能導致性能問題，例如堆棧溢出，需要謹慎使用。排序算法排序算法排序算法是一種重要的算法，用于將一組無序的數(shù)據(jù)按照特定的順序排列。它們在各種應用程序中都有廣泛的應用，包括數(shù)據(jù)庫管理、搜索引擎和數(shù)據(jù)可視化。排序算法類型排序算法的類型很多，常見的有插入排序、選擇排序、冒泡排序、歸并排序、快速排序等等。每種排序算法都有其優(yōu)缺點和適用場景。查找算法11.線性查找從頭到尾依次遍歷列表，查找目標元素。22.二分查找對有序列表，每次查找目標元素所在區(qū)間的一半。33.哈希表查找使用哈希函數(shù)將元素映射到哈希表，通過索引快速查找。44.樹形查找通過樹結構組織數(shù)據(jù)，快速查找目標元素。圖論基礎圖的定義圖論是用點和邊來表示對象及其關系的數(shù)學分支。圖的類型無向圖和有向圖，連通圖和非連通圖等。圖的表示方法鄰接矩陣，鄰接表等。最小生成樹定義最小生成樹(MST)是一個連通圖的生成樹，其中所有邊上的權重之和最小。應用最小生成樹在網絡設計、路線規(guī)劃和電路板設計等領域有廣泛的應用。算法常用的最小生成樹算法包括Prim算法和Kruskal算法。步驟算法通過逐步添加邊來構建MST，直到所有頂點都連接。最短路徑1概念最短路徑問題是圖論中的一個經典問題，它旨在找到圖中兩個節(jié)點之間最短的路徑。2算法常見的算法包括迪杰斯特拉算法和弗洛伊德算法，它們分別適用于單源最短路徑和所有節(jié)點對之間的最短路徑問題。3應用最短路徑問題在現(xiàn)實生活中有著廣泛的應用，例如交通導航、網絡路由、物流配送等等。拓撲排序1定義拓撲排序是對有向無環(huán)圖（DAG）的頂點進行線性排序，使得對于圖中任意一條邊(u,v)，u在排序中都位于v之前。2應用場景拓撲排序在現(xiàn)實世界中有著廣泛的應用，例如：任務調度、項目管理、課程安排等。3算法實現(xiàn)常用的拓撲排序算法有：深度優(yōu)先搜索（DFS）和Kahn算法，兩者都能有效地找到一個合法的拓撲排序序列。動態(tài)規(guī)劃最優(yōu)子結構將問題分解成子問題，子問題的最優(yōu)解可以用來構建原問題的最優(yōu)解。重疊子問題多個子問題重復出現(xiàn)，可以利用記憶化技術避免重復計算。動態(tài)規(guī)劃步驟定義狀態(tài)找出狀態(tài)轉移方程確定邊界條件自底向上計算貪心算法貪心策略貪心算法在每一步都選擇當前最佳的選擇。它不考慮全局最優(yōu)解，只關注局部最優(yōu)解。應用場景貪心算法適用于尋找最優(yōu)解的問題。例如，最短路徑問題、最小生成樹問題、背包問題等。分治算法將問題分解分治算法將問題分解成多個子問題，這些子問題與原問題形式相同，但規(guī)模更小。遞歸解決子問題遞歸地解決這些子問題，直到子問題規(guī)模足夠小，可以直接求解。合并子問題解將子問題解合并成原問題的解。回溯算法系統(tǒng)性搜索回溯算法是一種探索所有可能的解決方案的方法。它通過嘗試所有可能的路徑，逐步構建解決方案，并回溯到之前的狀態(tài)，直到找到最佳解決方案。剪枝優(yōu)化通過判斷當前路徑是否可能導致最佳解決方案，回溯算法可以有效地避免不必要的搜索。這種策略被稱為“剪枝”，可以顯著提高算法效率。字符串匹配11.蠻力匹配逐字符比較模式串和目標串，效率較低，但易于理解。22.KMP算法利用模式串自身的信息，避免不必要的回溯，提高效率。33.BM算法從模式串末尾開始匹配，效率更高，適用于較長模式串。44.Rabin-Karp算法利用哈希函數(shù)將字符串轉換為數(shù)字，快速比較，適用于海量數(shù)據(jù)。散列表概念散列表是將鍵值對映射到一個數(shù)組的結構，每個鍵值對存儲在數(shù)組的特定索引位置。散列函數(shù)散列函數(shù)將鍵轉換為一個數(shù)值，用于確定該鍵值對在數(shù)組中的位置。碰撞處理當多個鍵映射到同一個索引時，需要使用碰撞處理機制，例如鏈式地址法或開放地址法。應用散列表廣泛應用于緩存、數(shù)據(jù)庫索引、密碼存儲等領域，能夠高效地進行查找、插入和刪除操作。樹樹的結構樹是一種非線性數(shù)據(jù)結構，由節(jié)點和邊組成，并具有層次結構。根節(jié)點樹只有一個根節(jié)點，作為樹的起點，沒有父節(jié)點。子節(jié)點和父節(jié)點樹中每個節(jié)點可以有多個子節(jié)點，而每個子節(jié)點只有一個父節(jié)點。堆堆數(shù)據(jù)結構堆是一種特殊的二叉樹，滿足堆性質，即父節(jié)點的值大于等于（或小于等于）所有子節(jié)點的值。優(yōu)先級隊列堆常被用于實現(xiàn)優(yōu)先級隊列，該數(shù)據(jù)結構支持高效地插入和刪除元素，并始終維護元素