程序设计基础_1ppt培训课件

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1、第4章 程序设计基础,教学目的和教学要求(4学时) 1了解什么是程序和程序设计； 2了解程序设计的过程； 3了解常见程序设计语言的特点； 4掌握算法的概念、特性及表示方法； 5掌握结构化程序设计的方法； 6掌握面向对象程序设计的概念。,第4章 程序设计基础,4.1 程序与程序设计语言 4.2 算法 4.3 程序设计过程 4.4 程序设计思想 4.5常用程序设计语言,4.1 程序与程序设计语言,4.1.1程序与程序设计 程序:它是计算机为完成某一个任务所必须执行的一系列指令的集合。,4.1 程序与程序设计语言,4.1.1程序与程序设计,计算机程序主要特点： 目的性：程序有明确的目的，运行时能完成

2、赋予它的功能。 分步性：程序为完成其复杂的功能，由一系列计算机可执行的步骤组成。 有序性：程序的执行步骤是有序的，不可随意改变程序步骤的执行顺序。 有限性：程序是有限的指令序列，程序所包含的步骤是有限的。 操作性：有意义的程序总是对某些对象进行操作，使其改变状态，完成其功能。,4.1 程序与程序设计语言,4.1.2程序设计语言 1.机器语言 2.汇编语言 3.高级语言,4.1 程序与程序设计语言,4.1.2程序设计语言 1.机器语言 机器语言中的每一条语句实际上是一条二进制形式的指令代码，其指令格式如下：,例如，计算AL=9+8，机器语言程序如下： 10110000 00001001 ：把9放

3、入累加器AL中 00000100 00001000 ：8与累加器AL中的值相加，结果仍放入AL中 11110100 ：停止操作,难学、难记、难写，难修改、难调试,4.1 程序与程序设计语言,4.1.2程序设计语言 2.汇编语言,例如，计算AL=9+8，汇编语言程序如下： MOV AL，9 ：把9放入累加器AL中 ADD AL，8 ：8与累加器AL中的值相加，结果仍放入AL中 HLT ：停止操作,使用“助词符”来表示指令的操作码,4.1 程序与程序设计语言,4.1.2程序设计语言 3.高级语言 高级语言是一种与机器指令系统无关，独立于机器的程序设计语言，它所使用的符号非常接近人类的自然语言与数学

4、语言，表达形式接近于被描述的问题。,4.1 程序与程序设计语言,4.1.2程序设计语言 3.高级语言,main( ) Int al; al=8+9; printf(“%d”,al); ,main( ) Int a=10,b=20,h=15,s; s=(a+b)/2*h; printf(“%d”,s); ,4.1 程序与程序设计语言,4.1.2程序设计语言 （1）面向过程的语言(BASIC、FORTRAN、COBOL、PASCAL、C、ALGOL等语言) （2）面向问题的语言 (它与数据库的关系非常密切 ) （3）面向对象的语言 (VB,VC,VFP),4.1.3语言处理程序,机器语言编制的程序

5、能够被计算机直接理解和执行外，其他的程序设计语言编写的程序都必须经过一个翻译过程才能转换为计算机所能识别的机器语言程序，实现这个翻译过程的工具是语言处理程序，即翻译程序 1.汇编程序 2.高级语言处理程序翻译程序（1）解释方式（2）编译方式,4.1.3语言处理程序,1.汇编程序,图4-2 汇编程序的作用,4.1.3语言处理程序,2.高级语言处理程序翻译程序（1）解释方式,图4-3 解释方式的工作过程,4.1.3语言处理程序,2.高级语言处理程序翻译程序 （2）编译方式,高级语言源程序,目标程序,可执行程序,编译程序,连接程序,图4-4 编译方式的工作过程,4.1.5程序设计语言的基本成分与语法

6、,1.程序的基本成分 2.数据输入和输出 3.基本的控制结构 4.过程,4.1.5程序设计语言的基本成分与语法,1.程序的基本成分 （1）字符集 （2）数据类型数据类型两大类。 基本数据类型构造数据类型（3）表达式常量和变量 运算符 内部函数 （4）赋值语句例: x=5,不是等号,是赋值号,4.1.5程序设计语言的基本成分与语法,2.数据输入和输出程序的框架一般是“输入/处理/输出”，即输入计算的原始数据，通过计算，将结果输出。程序的输入输出分为两大类，一类是程序之间以文件形式传送数据；另一类是人机交互，把人们可以识别的形式(字符串、数)按一定格式输入到程序的变量中；输出则相反，按用户要求的格

7、式将变量或常量的值显示或打印。输入与输出在不同的程序设计语言中由不同的语句或函数来实现 C语言的数据输入和输出:printf(“x-%d”,x); C语言的数据输出scanf(“%d”, C语言的数据输入,4.1.5程序设计语言的基本成分与语法,3.基本的控制结构一般结构化的程序设计包括了三类; 顺序结构选择结构循环结构,4.1.5程序设计语言的基本成分与语法,4.过程(函数) 有了以上语言的基本组成，就可以编写完整的程序了。但在程序编写时经常会遇到两种情况， 是相同的操作重复出现 是一个程序比较复杂，需要分解为稍为简单的子功能。,4.2 算法,4.2.1算法概述 4.2.2算法的表示 4.2

8、.3算法评价,4.2 算法,4.2.1算法概述1.什么是算法在计算机中，把解题过程准确而完整地描述称为解该题的算法。程序是用计算机语言表述的算法；流程图 是图形化的算法。,4.2 算法,4.2.1算法概述2.算法的性质 : 算法的性质归纳为以下五点： 有穷性：任意一个算法在执行有穷个计算步骤后必须终止，不能无休止地执行下去。 确定性：算法中的每一个操作，必须是含义确切、无二义性。 有效性：算法中的每一个步骤都必须是可执行的，并得到确定的结果。 输入：输入是指在执行算法时，需要从外界取得的必要信息，一个算法有零个或多个输入。 输出：算法的目的是为了求解，它应向用户提供算法产生的结果，一个算法有一

9、个或多个输出。,4.2 算法,4.2.2算法的表示 1.自然语言 2.传统的流程图法 3.N-S流程图法 4.伪代码法 5.计算机语言,例4.1：输入100个学生的数学成绩， 求总成绩和平均成绩。 算法表示： 步骤1：置初态，累加器sum为0，学生人数i为1，平均分ave为0； 步骤2：输入第一个学生的数学成绩； 步骤3：进行累加，求学生成绩的和； 步骤4：重复步骤2步骤3，直到处理完全部学生成绩； 步骤5：求平均成绩； 步骤6：输出总成绩和平均成绩； 步骤7：结束。,4.2 算法,4.2.2算法的表示 1.自然语言 2.传统的流程图法 3.N-S流程图法 4.伪代码法 5.计算机语言,4.2

10、 算法,4.2.2算法的表示 1.自然语言 2.传统的流程图法 3.N-S流程图法 4.伪代码法 5.计算机语言,4.2 算法,4.2.2算法的表示 1.自然语言 2.传统的流程图法 3.N-S流程图法 4.伪代码法 5.计算机语言,4.2 算法,4.2.2算法的表示 1.自然语言 2.传统的流程图法 3.N-S流程图法 4.伪代码法 5.计算机语言,伪代码是用介于自然语言和计算机语 言之间的文字和符号来描述算法。“伪” 意味着假，因此伪代码是一种假的代 码，不能被计算机所理解，但接近于 某种语言编写的程序，便于转换成编 程语言。根据编程语言的不同，有对 应的类Pascal、类C等。 伪代码书

11、写格式比较自由，容易表达 设计者的思想，同时伪代码写的算法 容易修改，但伪代码不如流程图直观， 可能出现逻辑上的错误。,4.2 算法,4.2.2算法的表示 1.自然语言 2.传统的流程图法 3.N-S流程图法 4.伪代码法 5.计算机语言,main() int mark ,sum = 0, i = 1;float ave = 0.0;while( i = 100)printf(“请输入学生成绩“);scanf(“%d”, ,4.2 算法,4.2.3算法评价 1.正确性 2.算法的时间特性 3.算法的空间特性 4.算法的易理解性,4.3 程序设计过程,图4-11 程序设计步骤,4.3 程序设计过

12、程,1.问题定义 2.算法设计 3.程序编制 4.程序测试 5.文档编写,编写一个程序的目的就是要解决实际问题， 所以要首先认真分析实际问题，将它抽象成 一个计算机可以处理的模型。 例如：统计一个班级的学生的考试成绩总分 及平均分，并选出优秀学生。 对于这个例子，我们要解决如下的问题： 多少科目的成绩？ 优秀的定义：是根据总分？还是平均分？ 还是总分排名前5 名？ 数据如何录入？ 结果如何输出？,4.3 程序设计过程,1.问题定义 2.算法设计 3.程序编制 4.程序测试 5.文档编写,在分析问题的基础上，针对模型用算 法来进行描述，但它不是计算机可以 直接执行的程序，只是编制程序前对 问题处

13、理的一种描述 .,4.3 程序设计过程,1.问题定义 2.算法设计 3.程序编制 4.程序测试 5.文档编写,main()int a,b;a = 10;b = 20;swap( ,4.3 程序设计过程,1.问题定义 2.算法设计 3.程序编制 4.程序测试 5.文档编写,程序测试是为了发现已编写好的 程序中的错误而执行的过程 . 程序测试方法: 黑盒测试也称为功能测试或数据驱动测试 白盒测试是把程序看成一个透明的白盒子，也就是要完全了解程序的内部结构和处理过程。,4.3 程序设计过程,1.问题定义 2.算法设计 3.程序编制 4.程序测试 5.文档编写,文档编写主要有两项工作要做： (1)写程

14、序使用说明书 (2)写程序技术说明书,4.3 程序设计过程,1.问题定义 2.算法设计 3.程序编制 4.程序测试 5.文档编写,文档编写主要有两项工作要做： (1)写程序使用说明书 程序使用说明书是为用户使用该程序服务， 主要内容有： 程序运行需要的软硬件环境； 程序的安装、启动方法； 程序的功能； 需要输入的数据类型、格式和取值范围； 涉及文件数量、名称、内容、存放的路径等。一般,这些内容以Readme或Help形式提供。,4.3 程序设计过程,1.问题定义 2.算法设计 3.程序编制 4.程序测试 5.文档编写,文档编写主要有两项工作要做： (2)写程序技术说明书 程序技术说明书为了便于

15、今后对程序的维护， 主要内容如下： 程序各模块的描述； 程序使用硬件的有关信息； 主要算法的解释和描述； 各变量的名称、作用，程序代码清单,4.4 程序设计思想,4.4.1结构化程序设计1.三种基本程序结构 （1）顺序结构 （2）选择结构 （3）循环结构,这种结构的特点是整个顺序结构 只有一个入口点和一个出口点， 程序从入口点开始，按顺序执行 所有操作，直到出口点处。一般 顺序语句包括说明语句、赋值语 句、输入/输出语句、子函数调用 语句、返回语句等,4.4 程序设计思想,4.4.1结构化程序设计1.三种基本程序结构 （1）顺序结构 （2）选择结构 （3）循环结构,4.4 程序设计思想,4.4

16、.1结构化程序设计1.三种基本程序结构 （1）顺序结构 （2）选择结构 （3）循环结构,(c)循环语句,4.4 程序设计思想,4.4.1结构化程序设计2.结构化程序设计思想结构化程序设计的基本思想是采用“自顶向下，逐步求精”的程序设计方法 ：即首先把一个复杂的大问题分解为若干相对独立的小问题。如果小问题仍较复杂，则可以把这些小问题又继续分解成若干子问题，这样不断地分解，使得小问题或子问题简单到能够直接用程序的三种基本结构表达为止。,例4.2：求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。,例4.2：求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。,输出问题,输入问题,a=0,是,否,x=-b/a,求a0时 方程的根,例4.2：求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。,