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1、第一章 C概述、算法描述,主要内容,C语言概述算法,（一）C语言概述,内容,C语言出现的历史背景C语言的特点简单的C程序介绍运行C程序的步骤,历史背景,C语言出现的历史背景,C语言是国际上广泛流行的计算机高级语言,既可用来写系统软件，也可用来写应用软件。C语言是在B语言的基础上发展起来的，它的根源可以追溯到ALGOL 60。,特点,C语言特点,语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。运算符丰富。数据结构丰富，具有现代化语言的各种数据结构。具有结构化的控制语句。语法限制不太严格，程序设计自由度大。语言能进行位(bit)操作，能实现汇编语言的大部分功能，可以直接对硬件进行操作。生成目标代码质量高，程序执行
2、效率高。用C语言编写的程序可移植性好（与汇编语言比）。,C语言在编程语言中的位置,有人把C称为“高级语言中的低级语言” 或“中级语言”，意为兼有高级和低级语言的特点。按此观点可将各语言分类如下：高级: BASIC,FORTRAN,COBOL,PASCAL,Ada,Modula-2；中级: C,FORTH,宏汇编；低级: 汇编语言一般仍习惯将C语言称为高级语言，因为C程序也要通过编译、链接才能得到可执行的目标程序，这是和其他高级语言相同的。,程序示例,C程序 (例1.2),例 1.2 求两数和#include int main() int a;int b;int sum; a= 123; b=
3、456; sum= a+b; printf (sum is %d/n， sum);return 1；,C程序（例1.3）,例1.3 求两个数中的较大者#include int max(int x，int y);/ 前向声明int main ( )/* 主函数*/ int a， b， c; /*声明部分，定义变量*/ scanf (%d，%d，&a，&b); /*输入变量a和b的值*/c = max (a，b);/*调用max函数，将得到的值赋给c*/printf (max=%d，c); /*输出c的值*/return 1;,C程序介绍(例1.3续1),/ 定义max函数，函数值为整型， 形式参
4、数x，y为整型int max(int x，int y) int z; if (x y) z=x;else z=y;return z;,C程序（例1.3续2）,max()函数的另两种写法：一种：int max(int x，int y)return x = y ? x : y;另一种：用宏实现#define MAX(x, y) (x) = (y) ? (x) : (y),运行C程序步骤,预备知识,程序：一组计算机能识别和执行的指令。源程序：用高级语言编写的程序。计算机只能识别和执行由0和1组成的二进制指令，而不能识别和执行用高级语言写的指令。编译：为了使计算机能执行高级语言源程序，必须先用一种称为
5、“编译程序”的软件，把源程序翻译成二进制形式的“目标程序”。链接：把目标程序与系统的函数库以及其他目标程序链接起来，形成可执行程序。,运行C程序流程图,（二）算法,总述,程序包含以下两方面： 数据 数据的类型和数据的组织形式，即数据结构。 操作 即操作步骤，也就是算法。它们的关系： 数据是操作的对象，操作的目的是对数据进行加工处理，以得到期望的结果。数据结构 算法 程序,总述,程序除了上述两个要素之外，还包括程序设计方法和计算机语言。因此，一个程序员应具备如下知识： 算法 数据结构 程序设计方法 语言,内容,算法的概念算法举例算法特性算法表示方法结构化的程序设计方法,算法的概念,算法的概念,为
6、解决一个问题而采取的方法和步骤，就称为算法。生活中同样存在算法：吃饭、上学、跳舞 算法分类： 数值运算算法 非数值运算算法：常见的是用于事务管理。,算法举例,例2.1,问题描述：求1*2*3*4*5。方法一：用最原始的方法进行： 步骤1：先求1*2，得到结果2。 步骤2：将步骤2得到的结果再乘以3，得到结 果6。 步骤3：将6乘以4，得到24。 步骤4：将24乘以5，得到120。,例2.1（方法二）,设两个变量分别代表被乘数和乘数，不另外设变量存放结果，而直接将每一步的乘积放在被乘数变量中。p：被乘数，i：乘数。用循环算法求结果。步骤： S1：使p = 1 S2：使i = 2 S3：使p*i，
7、乘积仍放在变量p中：p*i p S4：使i的值加1，即：i+1 i S5：如果i不大于5，返回S3重新执行；否则，算法结束。,例2.1（问题变化）,问题改为：求1*3*5*7*9*11。算法只需作很少的改动： S1：1 p S2：3 i S3：p*i p S4：i+2 i S5：若i = 11，返回S3；否则，结束。思考：仔细分析循环结束的条件，即S5步骤，如果将S5修改为：i = 80，则输出ni和gi；否则，不输出S3：i+1 iS4：如果 i 50，返回S2继续执行；否则，算法结束。,例2.3,问题描述：判断20002500年中的每一年是否闰年，将结果输出。闰年的条件：1）能被4整除，但
8、不能被100整除的年份都是闰年，如1996年。2）能被100整除，又能被400整除的年份是闰年。如2000年。3）不符合上述条件的年份都不是闰年。,例2.3（算法）,算法如下（设y为被检测的年份）：S1：2000 y；S2：若y不能被4整除，则输出y“不是闰年”。然后转到S6；S3：若y能被4整除，不能被100整除，则输出y“是闰年”。然后转到S6；S4：若y能被100整除，又能被400整除，输出y“是闰年”，然后转到S6；S5：输出y“不是闰年”；S6：y+1 y；S7：当 y = 2500时，继续执行，否则，算法结束。,算法特性,算法特性,有穷性一个算法应包含有限的操作步骤，而不能时无限的
9、。注意：“有穷性”往往指“在合理的范围之内”。确定性算法中的每一步都是确定的，不能是含糊的、模棱两可的。有零个或者多个输入。所谓输入是指执行算法时需要从外界取得必要的信息。有一个或者多个输出。注意，一个算法的输出不一定是打印输出，一个算法得到的结果就是算法输出。没有输出的算法是没有意义的。有效性。算法中的每一步都应能有效地执行，并得到结果。,算法表示方法,常用的算法表示方法,用自然语言表示用传统流程图表示用结构流程图表示用伪代码表示用计算机语言表示,用自然语言表示,前面介绍的算法就是用自然语言表示的。优点：通俗易懂缺点：1）文字冗长，容易出现歧义。2）表示分支和循环算法不方便。,用传统流程图表
10、示,处理框,起始框,输入输出框,判断框,流程线,用传统流程图表示例2.1算法,用传统流程图表示例2.2算法,流程图内容,一个流程图包括以下几部分：1）表示相应操作的框。2）带箭头的流程线。3）框内外必要的文字说明。特别提醒：流程线不要忘记画箭头，因为它是反映流程执行先后次序。,传统流程图优缺点,优点：1）表示算法清楚、直观，能比较清楚地显示出各个框之间的逻辑关系。缺点1)流程图占用篇幅较多，尤其当算法比较复杂时，画流程图既费时又不方便。2）对流程的使用没有严格限制，使用者可用毫不受限制地使用流程随意转来转去，使流程变得毫无规律，如果出现这这情况，就使人难以理解。解决办法：限制箭头的滥用，不允许
11、无规律地使流程随意转向。,结构化程序设计方法,结构化的程序设计方法,结构化的程序设计方法强调程序设计风格和程序结构的规范化，提倡清晰的结构。基本思路： 把一个复杂问题的求解过程分阶段进行，每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内。方法：1）自顶向下；2）逐步细化；3）模块化设计；4）结构化编码。,示例：工作报告,顶层设计,第二层设计,第三层设计,结构化程序设计的优点,考虑问题周到，结构清晰，层次分明，容易读写。这种设计方法的过程使将问题求解由抽象逐步具体化的过程。便于验证算法的正确性，在向下一层展开之前应仔细检查本层设计是否正确，只有上一层正确才能向下细化。该方法使用来解决人脑思维能力的局限性和被处理问题的复杂性之间的矛盾。,练习,
