程序設計導學.ppt

1、程序設計基礎,先修課程：計算機文化基礎,輔導教師 杜彪 email: 個人主頁,網(wǎng)上資源,浙江電大程序設計基礎課程資料 瑞安電大的網(wǎng)上學苑 浙江電大在線 瑞安電大杜彪老師個人主頁 課程學習,程序設計基礎導學,在學習本課程之前，先討論一個問題：編一個程序，輸入10個整數(shù)，找出10個整數(shù)中最大的數(shù)并輸出。,例如有 45 68 32 -12 87 25 56 42 98 76,程序設計方法之一：分而治之,在計算機內(nèi)存中定義存放10個整數(shù)的空間和存放最大數(shù)的空間； 輸入10個整數(shù)； 找出10個整數(shù)中最大的數(shù),并保存； 輸出這個最大的數(shù)。,所謂分而治之，是將一個大問題分解成若干個容易解決的小問題并解決它

2、。對于這個問題可編寫程序如下：,問題一：如何存放10個數(shù),根據(jù)馮.諾依曼結構，程序和數(shù)據(jù)是事先存放在內(nèi)存中的，所以這10個數(shù)是事先放在內(nèi)存中； 這10個數(shù)的數(shù)據(jù)類型相同，都是整數(shù)； 這10個數(shù)順序存放，一個緊接一個。,數(shù)據(jù)結構程序設計的前提,數(shù)據(jù)結構包括邏輯結構和物理結構 邏輯結構數(shù)據(jù)之間在邏輯上的關系，包括線性結構(線性表，棧，隊列)和非線性結構(樹，圖) 物理結構數(shù)據(jù)在計算機中的存儲結構，包括數(shù)組和鏈表,后續(xù)知識： 數(shù)組可表示線性表，棧，隊列，二叉樹；二維數(shù)組可表示圖； 鏈表可表示線性表，棧，隊列，樹，圖； 數(shù)組和鏈表在表示數(shù)據(jù)的邏輯結構時各有優(yōu)缺點。,數(shù)組最常用的數(shù)據(jù)結構,數(shù)組是由若干個

3、類型相同的元素組成；元素的類型決定數(shù)組的類型； 每個數(shù)組有一個數(shù)組名； 數(shù)組中元素在內(nèi)存中是按順序存放的，元素的順序標號稱為數(shù)組的下標； C語言中數(shù)組的下標從0開始，最后一個元素的下標為n-1 (n是數(shù)組中元素的個數(shù))。,例如，數(shù)組名為A，有10個元素，第一個元素為A0；最后一個元素為A9；,計算機語言程序設計時人與計算機的交流工具,所謂語言，是由一些符號根據(jù)一定的語法規(guī)則所組成的集合，人類的語言由句子組成，計算機語言由語句組成； 計算機語言包括機器語言，匯編語言和高級語言三大類。機器語言由二進制的指令組成，可直接執(zhí)行，但編寫和閱讀不方便；如果把機器指令和英文縮寫一一對應，便形成匯編語言；于是

4、，人們便發(fā)明了高級語言，用接近于英語和數(shù)學公式的方法來編寫程序； 高級語言不能直接執(zhí)行，但可以將整個程序翻譯成機器語言后再執(zhí)行，這個翻譯的過程稱為編譯；有些高級語言如BASIC可以逐條語句翻譯并執(zhí)行并為解釋執(zhí)行。,變量程序中存放數(shù)據(jù)的基本單元,變量是一個命名的內(nèi)存存儲單元，在程序中可以修改內(nèi)存變量的值。變量在使用前必須進行說明。如下面程序段計算表達式 2*（3+1） 和 表達式 3*（7-2）的結果： int r; r=2*(3+1); r=3*(7-2); 其中語句： int r; 說明了一個整型的變量 r, 程序的第一次計算結果 8 存放在 r 中，后來 r 的值被改寫成 15。： 若要在

5、鍵盤上輸入r的值，使用語句： Scanf(%d, 其中i表示輸入的類型為整型。當運行到這條語句時，可從鍵盤上輸入一個整數(shù)，程序會將這個整數(shù)的值保存到變量r指定的內(nèi)存單元中。,C語言中數(shù)組的定義方法,說明數(shù)組的一般形式為： type namesize; 其中type是數(shù)組元素的類型，除不能是void類型和函數(shù)之外，它可以是任何類型，size是個整常數(shù)，用于說明數(shù)組name中最多可存放多少元素，方括號是個數(shù)組類型說明符。例如：說明包含有10個 整數(shù)類型元素的數(shù)組A，使用如下的變量說明語句： int A10； int表示整數(shù)類型，是integer的縮寫。,數(shù)組中元素的引用,數(shù)組中元素的引用，使用表達

6、式： 數(shù)組名表達式 其中“表達式”是一個整型表達式，其值表示某個元素的序號，例如數(shù)組A的10個元素為： A0 , A1 ,A2 ,A3 ,A4 ,A5 , A6 ,A7 ,A8 ,A9 例如要取得A2的值放在變量m中，可使用： m=A2; ： 若要將A3的值改為-12,，可使用： A3=-12;,討論：如何輸入數(shù)組中的元素,這么做行不行？ 輸入元素A 0； 輸入元素A 1； 輸入元素A 2； 輸入元素A 3； 輸入元素A 4； 輸入元素A 5； 輸入元素A 6； 輸入元素A 7； 輸入元素A 8； 輸入元素A 9；,循環(huán)解決語句重復書寫,i從0到9重復做 輸入A i； 用C語言表達為： for

7、 (i=0;i10;i+) scanf(%d,這樣的表達清楚嗎？,C語言中的另一種表達： i=0; while (i10) scanf(%d, ,流程圖描述算法的工具,算法是解決問題的步驟，用文字難以表達，最好用流程圖,輸入數(shù)組中10元素的程序流程圖,N-S圖(盒圖),主程序算法描述,輸入10整數(shù)并輸出其中最大值的算法盒圖,輸入10個數(shù)求最大數(shù)的主程序,前面已介紹定義變量和數(shù)組，及訪問和輸入數(shù)組元素的方法。下面給出主程序，其中/*到*/之間為注解，為了便于理解程序，預編譯時會自動刪去。,#include int max(int A , int n); void main() /*定義整型變量m

8、用來存放最大值，數(shù)型數(shù)組A存入輸入數(shù)據(jù)*/ int m,A10; int i; /*i用來存放循環(huán)變量*/ /*輸出提示信息，提示用戶輸入*/ printf(“請輸入10個整數(shù)，用空格或回車間隔：”); /*輸入10個整數(shù)*/ for (i=0;i10;i+) scanf(%d, ,函數(shù)模塊化程序設計的主體,在上面這個程序中包括一個main函數(shù)，在main函數(shù)中調(diào)用了三個函數(shù)：sacnf, printf和max; scanf函數(shù)用來輸入數(shù)據(jù)；printf函數(shù)用來輸出數(shù)據(jù)；這兩個已經(jīng)在頭文件stdio.h中聲明，是系統(tǒng)預定義的函數(shù)，用戶在#include指令中指出頭文件后可直接使用； max函數(shù)

9、需要用戶自已定義，使用這個函數(shù)時要告訴計算機函數(shù)名，數(shù)組名及數(shù)組元素的個數(shù)；,max函數(shù)的設計方法,語言中函數(shù)定義的一般形式是： 返回值類型 函數(shù)名（參數(shù)表） 函數(shù)體 我們先不設計max函數(shù)的函數(shù)體，先設計函數(shù)頭部；max函數(shù)返回值是數(shù)組中的最大值，其類型同數(shù)組元素的類型相同，為int ;函數(shù)名 為max; 參數(shù)表中的參數(shù)有二個，一個是整型數(shù)據(jù)A,另一個是A中的元素個數(shù)n，之所以有第二個參數(shù)是考慮到函數(shù)的通用性，因為有時候數(shù)組中元素的個數(shù)不一定是10個。函數(shù)max的頭部形式為： int max(int A , int n) 參數(shù)表中的每個參數(shù)和定義變量類擬，A后的一對方括號表示A是一個數(shù)組，但

10、不要給出數(shù)組的元素個數(shù)。,算法程序設計的靈魂,現(xiàn)在我們討論一個關鍵是如何設計max函數(shù)？ 為設計這個函數(shù)，我們要先設計一個算法，在數(shù)組的n個元素中找出最大值； 方法是讓數(shù)組中的每個元素參加比較大小的比賽，比賽的方法有很多，方法的好壞影響算法的效率；因些算法是程序設計的靈魂； 算法是在對問充分分析的基礎上得出的，因些對問題的分析非常重要。,問題二：如何求數(shù)組中元素的最大值max函數(shù)的算法分析,求數(shù)組中最大值的比賽方法最好采用擂臺賽，因為我們只需比出第一名；如何上擂臺？ 方法是A 0先上擂臺，即假定A 0 暫時最大，將A 0保存到暫時最大者；然后讓A 1與A 0比，若A 1 比A 0大，將A 1存

11、起來，作為暫時的最大者，否則不變；然后讓A 2上，與暫時最大者比，以些類推，直到數(shù)組中最后一個元素A n-1與暫時最大值比，若A n-1比暫時最大值大，則更新這個最大值，否則不變。 如何記錄暫時最大值，一種方法是定義一個變量用來存放暫時最大值的數(shù)值；另一種方法是定義一個整型變量用來記錄暫時最大值的下標，如果用變量K表示暫時最大值的下標，則K的初值為0，然后下標為1，2，3，,n-1的元依次和A k比較，這樣需定義一個循環(huán)變量i,從1到n-1,若A i A k,則K應更新為i。,max函數(shù)的算法設計,定義一個變量表示暫時最大值的下標 ，K初值為,max函數(shù)的設計,int max(int A,in

12、t n) /*定義整型變量k用來存放暫時最大值下標，初定A0最大，所以K初值為0，i用作循環(huán)變量*/ int k=0,i; /*循環(huán),i從1到n-1, Ai與暫時最大者AK比較*/ for (i=1;i Ak) k=i; /* 若Ai比Ak，更新暫時大者下標*/ /*返回最大值*/ return Ak; ,思考題：返回k行不行？,上機實驗,將輸入10個數(shù)求最大數(shù)的主程序和max函數(shù)內(nèi)容合并，保存在一個文件中； 使用VC6.0 或TC2.0來編譯調(diào)試程序，建議使用VC6.0, 有關VC使用請參考實驗課件 按要求輸入10個整數(shù)，觀察運行結果。 習題：計算1+2+3+4+99+100,將結果顯示。,

13、實驗注意事項,C語言程序由函數(shù)組成，每一個C語言程序有且僅有一個惟一的main函數(shù)； C語言是大小敏感的語言，大寫和小寫是有區(qū)別的； 由于程序中一般都要用到printf函數(shù)來輸出結果，所以必須在程序頭部加上一行 #include 在VC中上機時，每一個實驗結束后要關閉工作區(qū)。,小結,程序的基本結構有三種：順序，分支和循環(huán)； 程序設計的目的是處理信息，信息在計算機中的存放是數(shù)據(jù)存儲；數(shù)據(jù)結構包括邏輯結構和存儲結構；算法是程序設計的關鍵； 算法的描述方法有：偽語言，流程圖，盒圖（N-S圖）,小結和提高,程序=數(shù)據(jù)結構+算法 軟件=程序+文檔 程序容易出錯，程序的正確性難以正確，程序不易讀懂和修改；

14、 軟件是產(chǎn)品，它的生產(chǎn)需要管理，需要用工程化的方法來生產(chǎn)軟件；軟件的生命周期包括計劃階段，開發(fā)階段和維護階段；具體包括：可行性研究，需求分析，總體設計，詳細設計，編碼，測試，運行和維護階段；每一個階段都需要文檔。,本課程內(nèi)容,第一篇:程序設計與程序設計語言概述 第一章導論：計算機文化基礎，計算機模型 第二章：程序及程序設計，計算機語言概念；了解各種高級語言，常量，變量，表達式，語句，函數(shù)； 第三章，第三章C語言程序設計數(shù)據(jù)類型，運算符和表達式，語句，流程控制，函數(shù)，數(shù)組等。 第二篇：數(shù)據(jù)結構和算法 掌握線性結構線性表，棧，隊列的存儲結構和常用操作；層次結構樹的概念，網(wǎng)狀結構圖的概念；查找和排序； 掌握算法的描述方法；算法設計中常用方法如窮舉法，遞歸法，回溯法等；算法快慢的評價方法時間復雜度。 第三篇：程序設計方法與原則 程序設計方法的發(fā)展：模塊化，結構化，面向對象等； 軟件工程：用工程化的方法以來計劃，開發(fā)和維護軟件。,本課程學習方法,第一篇:程序設計與程序設計語言概述 第一章導論，第二章自學為主，網(wǎng)上討論 第三章，第三章C語言程序設計實驗學習；教師講解實驗，做實驗題；完成實驗報告； 第二篇：數(shù)據(jù)結構和算法聽課，做習題，參加網(wǎng)上討論，下載網(wǎng)上資料，復習 第三篇：程序設計方法與原則聽課，做習題，復習,本課程的建議學習步驟,自學第一章和