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1、教学内容： 2.1 算法与程序 2.2 结构化程序设计 2.3 结构化程序算法描述 2.4 面向对象设计简介 教学要求： 1. 掌握算法的基本概念，算法的描述方法。 2. 掌握程序流程图、N_S图的描述方法。 3. 掌握结构化程序设计的方法。,第2章 程序设计基础知识,2.1 算 法 与 程 序,存储程序和程序控制是现代数字电子计算机自动工作的基本原理。 著名计算机科学家沃思（Nikiklaus Wirth）对程序的描述，提出一个公式： 程 序 = 数据结构 + 算法 一、计算机解题过程 1分析问题 2. 确定处理方案（设计方案） 3. 确定计算机的操作步骤 4. 编写程序 5. 调试和运行程
2、序 6. 整理资料文档,二、 算 法 所谓算法，通俗地讲就是一种解题方法，所要采取的确定的有限的解题步骤。计算机解题的算法，严格地讲是由若干条指令组成的有穷序列。 例如，求出两个整数的和的算法描述如下： （1）定义3个变量，并给3个变量分别分配内存空间，用于存放整数值； （2）给 2个变量，分别赋给26、16两个整数； （3）求出两个整数和的数值，赋给第三个变量； （4）输出第三个变量的值 （5）运行结束。,三、算法的特性（5个规则）（1）算法的有穷性。算法中执行步骤在执行有穷步后结束，是有限的，每一条指令执行次数都是有限的。（2）算法的可行性。算法中操作步骤都是通过已经实现的基本操作指令执行
3、有限次完成，每条指令的执行时间都是有限的，保证了整个算法的实现。（3）输入，一个算法有0个或多个输入的外界量 。（4）输出，一个算法有一个或多个输出的量，它们是与输入有某种关系的量。（5）算法的确定性。算法中的每一个操作的含义必须明确，无二义性。一定条件下执行路径也是唯一的。,四、 算法分析（4条原则） 算法分析的4条原则： （1）一个算法必须是正确的，符合计算机所要求解的题目，能得到预期的结果。 （2）求解一个问题，执行算法所需要化费的时间。 （3）求解一个问题，执行算法所需要占用的存储空 间。 （4）编制的算法要求条理清晰、易于理解、易于编码、易于调试。,五、程 序 程序是由计算机语言的语
4、句序列组成的文件 。 程序应包括对处理对象的描述和对处理规则的描述。 处理对象是数据或信息，处理规则是指动作和步骤，即计算机解题的算法。 六、 程序与算法的区别 （1）算法可以采用自然语言、伪代码、流程图，N-S图，PAD图来进行描述。程序只能用计算机语言来编写。 （2）程序中的指令必须是可以执行的，而算法中的指令描述无此限制。 （3）算法必须满足有穷性，程序不一定满足有穷性。,一、 什么是程序设计 用计算机语言把解题步骤编写成计算机可执行的指令序列的过程，称为程序设计。计算机程序设计技术是设计、程序编制和调试程序的方法和过程。 二、 什么是结构化程序设计 结构化程序应满足3个条件： （1）程
5、序只有一个入口和一个出口； （2）程序中不应该存在永远不执行的语句； （3）不应该产生死循环，无休止运行程序。,2.2 结构化程序设计,三、程序设计分类 按照程序设计风格来分类，可以分为以下3种： （1）逻辑式程序设计。 （2）函数式程序设计。 （3）对象式程序设计。 按照结构性质来分类，程序设计分为以下2种： （1）非结构化程序设计。在20世纪5060年代，程序设计的初级阶段，程序的编写可以不受约束。 （2）结构化程序设计。程序设计中强调数据结构、强调程序的模块化，采用单入口单出口的控制结构的程序设计方法。,四、结构化程序的3种基本结构 1. 顺序结构 顺序结构中的各个模块是按照它们出现的先
6、后顺序执行的。 2. 选择结构 选择结构先判断选择条件，根据判断的逻辑值，确定执行其中的某一个模块。 3. 循环结构 循环结构先判断循环条件，满足条件重复执行循环体包含的执行块，直到循环条件不满足，终止循环。,五、结构化程序设计方法 （1）结构化程序设计的基础是由Bohun Jacopini 证明的数学定理：任何程序逻辑都可用顺序结构、选择结构、循环结构3种基本结构来表示。 这3种基本控制结构的共同特点是一个入口和一个出口。 （2）结构化程序设计强调程序结构的规范化 因而结构化程序的结构清晰，易于编制和维护。 （3）结构化程序设计的核心是分层结构和模块结构。,一、 程序流程图 程序流程图是用规
7、定的图形、指向线和文字说明来表示算法的一种图形。程序流程图的基本符号： （1）椭圆形图形：终端框表示算法的开始与结束 （2）矩型图形：处理框表示算法的各种处理功能 （3）菱形图形： 判断框表示算法的条件转移操作 （4）平形四边形：表示算法的输入/输出操作 （5）预定义图形：预定义框表示算法调用的子算法 （6）圆点图形：引入引出连接符表示流程图的延续 （7）指向线：指向线指引流程图中的方向,2.3 结构化程序算法描述,二、程序流程图的基本结构,图2.1 顺序结构流程图,图2.2 单分支结构流程图,图2.3 双分支结构流程图,图2.4 当循环结构流程图,图2.5 至到循环结构流程图,二、程序流程图
8、的基本结构（续）,三、N-S图 N-S图用层层嵌套的方框图形来描述程序算法，避免了流程图中出现的流程线，有效控制了无条件转移，体现了结构化描述方法。,四、 N-S图的基本结构框图,条件P T F A B,图2.6 双分支结构流程图,条件P T F A,图2.7 单分支结构流程图,五、PAD图 PAD是英文词组 Problem Analysis Diagram 的缩写。用PAD图描述程序算法的特点是自上而下和自左向右展开描述。,当条件P为真 A,A 直到条件P为真,图2.8 当循环结构流程图,图2.5 直到循环结构流程图,面向对象的程序设计方法引进了类、对象、属性、方法、事件等许多新的概念。面向
9、对象的程序设计通过把类、对象、属性、方法、事件作为最基本的构件来构造问题的模型。 1. 属性（Property） 属性用来表示对象的状态，即对象所具有的性质和特点。 2事件（Event） 事件是一种预先定义好的特定动作，可以被系统或用户激活。用户可以编写相应的代码对此动作进行响应。,2.4 面向对象设计简介,3. 方法（Method） 对象能够执行的一个操作称为方法，方法也称为方法程序，即类中所定义的服务。 4.类（Class） 类是一组对象的属性和行为特征的抽象描述。类是具有共同属性、共同操作性质的对象的集合。 类就象是一个模板，对象都是由类生成的，类定义了对象所有的属性、事件和方法，从而决定了对象的属性和它的行为。 类具有继承性、封装性和多态性等特性。,同 学 们 再 见,程 序 设 计 基 础,
