補(bǔ)充簡(jiǎn)單算法設(shè)計(jì)程序的簡(jiǎn)單算法制定本章主要內(nèi)容1.結(jié)構(gòu)化程序的算法設(shè)計(jì)2.結(jié)構(gòu)化算法的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)3.結(jié)構(gòu)化算法的描述方法4.結(jié)構(gòu)化算法流程圖思考如何編程實(shí)現(xiàn)以下各題【例1】要求從鍵盤(pán)輸入3個(gè)數(shù)，找出其中最小的那個(gè)數(shù)，將其輸出到屏幕。【例2】從鍵盤(pán)輸入兩個(gè)變量的值a、b，請(qǐng)按輸入值從小到大的順序?qū)⑦@兩個(gè)變量的值輸出到屏幕?！纠?】幾何級(jí)數(shù)求和：sum=1+2+3+4+5…+(n?1)+n。程序的簡(jiǎn)單算法制定算法：解決問(wèn)題的方法和要遵循的步驟。算法描述了程序要執(zhí)行的操作及操作的步驟順序。程序的功能是通過(guò)算法來(lái)描述的。C語(yǔ)言程序是一種結(jié)構(gòu)化的程序。結(jié)構(gòu)化程序：?jiǎn)栴}可以分解成相互獨(dú)立的幾個(gè)部分。每個(gè)獨(dú)立部分可以通過(guò)簡(jiǎn)單的語(yǔ)句或結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。分問(wèn)題解的過(guò)程就是算法設(shè)計(jì)的過(guò)程。重點(diǎn)：掌握分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法。

1.結(jié)構(gòu)化程序的算法設(shè)計(jì)【例1】要求從鍵盤(pán)輸入3個(gè)數(shù)，找出其中最小的那個(gè)數(shù)，將其輸出到屏幕。請(qǐng)給出解決這個(gè)問(wèn)題的算法。分析：程序?qū)τ趶逆I盤(pán)輸入的3個(gè)數(shù)必須用3個(gè)變量來(lái)保存，分別用a，b，c代表輸入的3個(gè)數(shù)，另外，還需要一個(gè)變量min來(lái)保存最小的那個(gè)數(shù)。1.先比較a和b的值，把數(shù)值小的放入min中；2.再將min與c比較，又把數(shù)值小的放入min中。3.經(jīng)過(guò)兩次比較，min中已存放的是a，b，c3個(gè)數(shù)中最小的數(shù)。把min的值輸出就是所需結(jié)果。算法步驟：1．輸入3個(gè)數(shù)，其值分別賦給3個(gè)變量a，b，c；2．把a(bǔ)與b中較小的那個(gè)數(shù)放入變量min中；3．把c與min中較小的那個(gè)數(shù)放入變量min中；4．輸出最后結(jié)果min的值。改進(jìn)上面的算法描述，將第2步和第3步的算法具體化。1．輸入三個(gè)數(shù)，其值分別賦給三個(gè)變量a，b，c；2．比較a與b的值，如果a<b，則min=a；否則min=b；3．比較c與min的值，如果c<min，則min=c；4．輸出最后結(jié)果min的值。通過(guò)算法描述的步驟，可以很方便地用程序語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。2.結(jié)構(gòu)化算法的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)2.1結(jié)構(gòu)化算法性質(zhì)1．算法名稱(chēng)給算法命名，是為了方便算法的描述，在C語(yǔ)言中，算法的名字通常就是函數(shù)名。2．輸入算法應(yīng)有輸入的數(shù)據(jù)或初始條件。3．輸出算法通常會(huì)有一個(gè)或多個(gè)輸出，是對(duì)輸入數(shù)據(jù)加工后的結(jié)果。4．有效性算法的每一步都是可執(zhí)行的，可通過(guò)人工計(jì)算的。5．正確性算法的結(jié)果必須是正確的，可驗(yàn)證的。6．有限性任何算法必須在執(zhí)行有限條指令后結(jié)束。2.2結(jié)構(gòu)化算法的結(jié)構(gòu)在C語(yǔ)言算法的主要結(jié)構(gòu)有如下3種。1．順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：程序在執(zhí)行過(guò)程中是按語(yǔ)句的先后順序來(lái)執(zhí)行的，每一條語(yǔ)句都代表著一個(gè)功能，2．分支結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：程序在執(zhí)行過(guò)程中，會(huì)根據(jù)條件的不同有選擇的執(zhí)行不同的功能。3．循環(huán)結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：程序在執(zhí)行過(guò)程中，在一定的時(shí)間段內(nèi)或一定的條件下，重復(fù)地執(zhí)行某個(gè)功能，直到時(shí)間已到或條件不再滿(mǎn)足。程序設(shè)計(jì)要解決的兩個(gè)主要問(wèn)題：

（1）按什么順序或步驟來(lái)執(zhí)行；（2）用什么語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。算法設(shè)計(jì)是核心問(wèn)題。提示3.結(jié)構(gòu)化算法的描述方法常用的描述方法有自然語(yǔ)言、流程圖、偽代碼等。

3.1自然語(yǔ)言

用類(lèi)自然語(yǔ)言表示算法。如：漢語(yǔ)、英語(yǔ)或其他語(yǔ)言。

特點(diǎn)：通俗易懂，簡(jiǎn)單明了。【例2】從鍵盤(pán)輸入兩個(gè)變量的值a、b，請(qǐng)按輸入值從小到大的順序?qū)⑦@兩個(gè)變量的值輸出到屏幕。請(qǐng)寫(xiě)出這個(gè)問(wèn)題的算法描述。算法描述：第1步：輸入變量a和b的值；第2步：比較a和b的值；如果a大于等于b，則先輸出a，再輸出b；否則，先輸出b，再輸出a；第3步：算法結(jié)束。【例3】幾何級(jí)數(shù)求和：sum=1+2+3+4+5…+(n?1)+n。請(qǐng)寫(xiě)出該問(wèn)題的算法。算法描述：第1步：給定一個(gè)大于0的正整數(shù)n的值；第2步：定義一個(gè)整型變量i，設(shè)其初始值1；第3步：定義整型變量sum，其初始值設(shè)置為0；第4步：如果i小于等于n，則轉(zhuǎn)第5步，否則執(zhí)行第8步；第5步：將sum的值加上i的值后，重新賦值給sum；第6步：將i的值加1，重新賦值給i；第7步：執(zhí)行第4步；第8步：輸出sum的值；第9步：算法結(jié)束。思考：①該問(wèn)題的其他描述。②用自然語(yǔ)言描述算法的缺陷。3.2流程圖流程圖是一種算法的形象表示。流程圖是由流程線(xiàn)和幾何圖形框連接而成的。算法流程圖的符號(hào)采用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ANSI)規(guī)定的一些常用符號(hào)：開(kāi)始框判斷框結(jié)束框執(zhí)行框數(shù)據(jù)框連接符流程線(xiàn)算法流程圖的3種基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)1.順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)是一種簡(jiǎn)單的線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，根據(jù)流程線(xiàn)所示的方向，按順序執(zhí)行各矩形框的指令。基本流程圖：注：指令A(yù)、指令B、指令C可以是一條或多條指令。執(zhí)行順序：A—B—C。2.分支結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)要對(duì)給定的條件進(jìn)行判斷，看是否滿(mǎn)足給定的條件，根據(jù)條件結(jié)果的真假而分別執(zhí)行不同的執(zhí)行框?；玖鞒虉D有兩種：注：

(1)虛線(xiàn)框表示可將分支結(jié)構(gòu)看成一個(gè)矩形框。

(2)指令A(yù)、指令B可以是一條或多條指令，也可以是分支結(jié)構(gòu)。3.循環(huán)結(jié)構(gòu)分支結(jié)構(gòu)是在條件為真的情況下，重復(fù)執(zhí)行某個(gè)執(zhí)行框中的內(nèi)容。基本流程圖有兩種：注：(1)虛線(xiàn)框表示可將循環(huán)結(jié)構(gòu)看成一個(gè)矩形框。

(2)指令A(yù)稱(chēng)為循環(huán)體，可以是一條或多條指令，也可以是其他分支或循環(huán)結(jié)構(gòu)。

(3)do_while結(jié)構(gòu)可以轉(zhuǎn)化成while結(jié)構(gòu)。(1)while循環(huán)：(2)do_while循環(huán)：循環(huán)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：①在循環(huán)體指令A(yù)中必須要有對(duì)條件的值進(jìn)行修改的語(yǔ)句，使得經(jīng)過(guò)有限次循環(huán)后，循環(huán)一定能結(jié)束。②while型循環(huán)中循環(huán)體可能一次都不執(zhí)行，而do_while型循環(huán)則至少執(zhí)行一次循環(huán)。③do_while型循環(huán)可以轉(zhuǎn)化成為while型循環(huán)結(jié)構(gòu)，但while型循環(huán)不一定能轉(zhuǎn)化為do_while型循環(huán)。關(guān)于結(jié)構(gòu)化流程圖的規(guī)則：1.可分別將順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本流程圖看成是一個(gè)執(zhí)行框。2.任何兩個(gè)按順序的執(zhí)行框可以合并為一個(gè)執(zhí)行框。

反復(fù)運(yùn)用規(guī)則1和規(guī)則2可得到結(jié)構(gòu)化流程圖的最簡(jiǎn)形式：特別提示【例4】分析下面的流程圖，是否符合結(jié)構(gòu)化算法標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用規(guī)則【例5】將例1的算法用流程圖表示，分析其是否符合結(jié)構(gòu)化的標(biāo)準(zhǔn)。從鍵盤(pán)輸入3個(gè)數(shù)，找出其中最小的那個(gè)數(shù)，將其輸出到屏幕。運(yùn)用規(guī)則

【例6】將例2所描述的問(wèn)題用算法流程圖來(lái)表示。從鍵盤(pán)輸入兩個(gè)整型變量a，b的值，按輸入值從小到大的順序輸出到屏幕。算法流程圖為：【例7】將例3所描述的問(wèn)題用算法流程圖來(lái)表示。計(jì)算幾何級(jí)數(shù)的和：sum=1+2+3+4+5+…+(n?1)+n。算法流程圖為：4.算法設(shè)計(jì)范例【例8】把從鍵盤(pán)輸入的大寫(xiě)字母轉(zhuǎn)換成小寫(xiě)字母輸出，若為小寫(xiě)字母或其他字符，則不作任何轉(zhuǎn)換直接輸出。分析：用字符變量ch來(lái)接收從鍵盤(pán)輸入的字符。大、小寫(xiě)字母的ASCII碼值相差32，大寫(xiě)字母A的值為65，而小寫(xiě)字母a的值為97。流程圖描述的算法：【例9】已知實(shí)數(shù)a，b，計(jì)算u的值：u=(r+s)2，并將計(jì)算結(jié)果輸出到屏幕。當(dāng)a<b時(shí)，r=a2?b2，

。當(dāng)a≥b時(shí)，r=b2?a2，

。分析：用a，b，r，s，u分