第一講算法與程序設(shè)計(jì)

第一講算法與程序設(shè)計(jì)演示文稿當(dāng)前1頁，總共39頁。第一講算法與程序設(shè)計(jì)當(dāng)前2頁，總共39頁。第一節(jié)算法與程序當(dāng)前3頁，總共39頁。當(dāng)前4頁，總共39頁。當(dāng)前5頁，總共39頁。當(dāng)前6頁，總共39頁。當(dāng)前7頁，總共39頁。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件★軟件的重要組成部分是：程序想一想：什么是程序？當(dāng)前8頁，總共39頁。什么是程序計(jì)算機(jī)的任何動(dòng)作都是在執(zhí)行人給它的指令。人們針對(duì)某一需要而為計(jì)算機(jī)編制的指令序列稱為程序。程序指示計(jì)算機(jī)如何去解決問題或完成任務(wù)的一組可執(zhí)行的指令。當(dāng)前9頁，總共39頁。那么，什么是算法呢？當(dāng)前10頁，總共39頁。討論：用沒有刻度的3毫升量杯和5毫升量杯如何量出1毫升的水？請(qǐng)寫出自己的解決步驟。參考算法二參考算法一當(dāng)前11頁，總共39頁。算法是在有限步驟內(nèi)求解某一問題所使用的具有精確定義的一系列操作規(guī)則。

簡(jiǎn)而言之，算法是指解決問題的具體方法和步驟。說明：算法不是唯一的，針對(duì)同一問題的算法可以有多種。當(dāng)前12頁，總共39頁。一個(gè)完整的算法有三個(gè)部分：輸入、處理、輸出。當(dāng)前13頁，總共39頁。算法與程序的關(guān)系是什么呢？

算法是程序的靈魂，是解決問題的步驟。程序代碼只是實(shí)現(xiàn)的手段。當(dāng)前14頁，總共39頁。例題：某學(xué)校要進(jìn)行學(xué)生電腦編程競(jìng)賽，競(jìng)賽將評(píng)出10名獲獎(jiǎng)?wù)?，分為一、二、三等?jiǎng)。獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置一等獎(jiǎng)獲得人數(shù)要少于二等獎(jiǎng)人數(shù)，二等獎(jiǎng)人數(shù)要少于三等獎(jiǎng)人數(shù)。問一二三等獎(jiǎng)人數(shù)各為多少？當(dāng)前15頁，總共39頁。分析：1.已知競(jìng)賽將評(píng)出10名獲獎(jiǎng)?wù)摺?.一等獎(jiǎng)獲得人數(shù)要少于二等獎(jiǎng)人數(shù)，二等獎(jiǎng)人數(shù)要少于三等獎(jiǎng)人數(shù)設(shè)計(jì)算法：1.X+y+z=10X<y<z2.10以內(nèi)的整數(shù)，逐個(gè)拿來試一試。滿足條件的n組數(shù)，即結(jié)果當(dāng)前16頁，總共39頁。3.編寫程序。4.調(diào)試程序。當(dāng)前17頁，總共39頁。使用電腦解決問題的一般過程分析問題設(shè)計(jì)算法（設(shè)計(jì)出解決某一問題的有限個(gè)求解步驟

）編寫程序運(yùn)行程序當(dāng)前18頁，總共39頁。算法的特征有窮性：一個(gè)算法必須保證執(zhí)行有限步驟之后結(jié)束。確定性：算法的每一步驟必須有確切的含義。可行性：算法的每一步驟都能有效地執(zhí)行，并得到確定的結(jié)果。輸入：有0個(gè)或多個(gè)輸入。輸出：有1個(gè)或多個(gè)輸出，沒有輸出的算法毫無意義。下一頁當(dāng)前19頁，總共39頁。例1：判斷下列算法是否符合算法的特征①s=1②將s的值增加1③重復(fù)步驟②解答：該算法的步驟②將被重復(fù)執(zhí)行無窮次，不符合有窮性返回當(dāng)前20頁，總共39頁。例2：判斷下列算法是否符合算法的特征① L=10② 輸出L/自然數(shù)解答：自然數(shù)沒有具體指明是哪個(gè)數(shù)，不符合算法的確定性返回當(dāng)前21頁，總共39頁。例3：判斷下列算法是否符合算法的特征① x=-2② 計(jì)算x的平方根解答：x是負(fù)數(shù)，沒有平方根，該算法不可行，不符合算法的可行性。返回當(dāng)前22頁，總共39頁。例4：寫出算法：計(jì)算半徑為2的圓的面積解答：① R=2② S=3.14*R*R③ 輸出面積S說明：該算法中在執(zhí)行時(shí)已包含計(jì)算所需的初始數(shù)據(jù)，不必另外提供數(shù)據(jù)，因此沒有輸入，即有0個(gè)輸入。返回當(dāng)前23頁，總共39頁。例5：寫出算法：從鍵盤輸入圓的半徑，計(jì)算其面積解答：① 輸入圓的半徑R② S=3.14*R*R③ 輸出面積S說明：該算法中計(jì)算面積所需的初始數(shù)據(jù)半徑R待定，需要在算法執(zhí)行時(shí)從鍵盤輸入。返回當(dāng)前24頁，總共39頁。請(qǐng)畫出例6的流程圖解答：① 輸入圓的半徑R② S=3.14*R*R③ C=2*3.14*R④ 輸出面積S，周長(zhǎng)C例6：求從鍵盤輸入的任意半徑的圓的面積和周長(zhǎng)開始結(jié)束S=3.14*R*R輸入R輸出面積S、周長(zhǎng)CC=2*3.14*R當(dāng)前25頁，總共39頁。例6：求從鍵盤輸入的任意半徑的圓的面積和周長(zhǎng)解答：① 輸入圓的半徑R② S=3.14*R*R③ C=2*3.14*R④ 輸出面積S，周長(zhǎng)C說明：通過前兩個(gè)例子可以知道，算法可能有1個(gè)或多個(gè)輸出。返回當(dāng)前26頁，總共39頁。參考算法一：①將3毫升的量杯裝滿②將3毫升量杯中的水注入5毫升量杯③將3毫升的量杯裝滿④將3毫升量杯中的水注入5毫升量杯，注滿后3毫升量杯中剩余1毫升水。返回當(dāng)前27頁，總共39頁。參考算法二：①將5毫升的量杯裝滿②將5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注滿后5毫升量杯中剩余2毫升水③將3毫升量杯倒空④將5毫升量杯中剩余的2毫升注入3毫升量杯⑤將5毫升量杯裝滿⑥將5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注滿后5毫升量杯中剩余4毫升水⑦將3毫升量杯倒空⑧將5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注滿后5毫升量杯中剩余1毫升水返回當(dāng)前28頁，總共39頁。二、算法的描述當(dāng)前29頁，總共39頁。1、用自然語言描述算法例題：雞兔同籠問題一個(gè)籠子里有雞和兔，現(xiàn)在只知道里面一共有a個(gè)頭，b個(gè)腳，雞和兔各有多少只？試設(shè)計(jì)一個(gè)求解的算法，并用自然語言描述出來。當(dāng)前30頁，總共39頁。1、用自然語言描述算法1）分析問題設(shè)所求的雞數(shù)是x，兔數(shù)是y，已知籠子里的頭數(shù)是a,腳數(shù)是b，依題意得到如下的方程組：x+y=a2x+4y=b解方程組得：x=2a-b/2y=b/2-a當(dāng)前31頁，總共39頁。1、用自然語言描述算法2)設(shè)計(jì)算法①輸入a和b的值；②求x=2a-b/2；③求y=b/2-a；④輸出x和y的值；⑤結(jié)束。當(dāng)前32頁，總共39頁。雞兔同籠流程圖開始輸入a,b的值求x=2a-b/2求y=b/2-a輸出x,y的值結(jié)束當(dāng)前33頁，總共39頁。3、用程序代碼描述算法Inputa,b①輸入a和b的值；雞兔同籠②求x=2a-b/2；③求y=b/2-a；④輸出x和y的值；⑤結(jié)束。x=2a-b/2y=b/2-aprintx,y當(dāng)前34頁，總共39頁。算法描述語言有：1、自然語言2、流程圖3、偽代碼二、算法的描述當(dāng)前35頁，總共39頁。算法的表示方法優(yōu)缺點(diǎn)：１．自然語言（通過文字來描述解決問題的過程）優(yōu)點(diǎn)：容易理解。缺點(diǎn)：書寫煩瑣，具有不確切性，容易引起歧義，造成誤解；對(duì)較復(fù)雜的問題，用自然語言難以表達(dá)準(zhǔn)確；計(jì)算機(jī)不能直接識(shí)別和執(zhí)行。２．流程圖（用圖形符號(hào)來描述算法）必須要有一組統(tǒng)一規(guī)定、含義確定的專用符號(hào)；優(yōu)點(diǎn)：用流程圖表示算法比較直觀、形象；缺點(diǎn)：計(jì)算機(jī)不能識(shí)別和執(zhí)行。３．程序代碼使用程序設(shè)計(jì)語言描述算法。下一頁當(dāng)前36頁，總共39頁。流程圖中的符號(hào)的用途圖形符號(hào) 符號(hào)名稱 說明 流線起始、終止框 表示算法的開始或結(jié)束開始框：一流出線結(jié)束框：一流入線輸入、輸出框框中標(biāo)明輸入輸出的內(nèi)容只有一流入線和一流出線處理框 框中標(biāo)明進(jìn)行什么處理 只有一流入線和一流出線判斷框 框中標(biāo)明判定條件并在框外標(biāo)明判定后的兩種結(jié)果的流向 一流入線兩流出線(T和F)流線 表示從某一框到另一框的程序運(yùn)行流向返回當(dāng)前37頁，總共39頁。例7：請(qǐng)畫出例5的流程圖解答：① 輸入圓的半徑R② S=3.14*R*R③ 輸出面積S例5：寫出算法：從鍵盤輸入圓的半徑，計(jì)