程序设计基础课件第02章 算法与计算思维.pptx
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1、v程序设计基础从问题到程序(第3版)第 2 章 算法与计算思维本章主要内容计算思维程序的灵魂算法算法是计算机科学的重要基石,同时也是计算机科学研究的一项永恒主题。在计算机无处不在的现代社会,对于非计算机专业的学生,学会读懂算法,掌握计算思维,应该是一项必备的基本技能,对于计算机相关专业的学生,学会读懂并设计算法,掌握并运用计算思维,应该是一项最基本的要求。什么是算法?算法:对特定问题求解步骤的一种描述,是指令的有限序列。此外,构成算法的求解步骤必须满足以下条件:1.有穷性;2.确定性;3.可行性。算算 法(法(y=f(x))有穷性:在合理时间内结束;有穷性:在合理时间内结束;确定性:不存在二义
2、性;确定性:不存在二义性;可行性:计算机可实现;可行性:计算机可实现;输入输入输出输出2.1 程序的灵魂算法算法不是问题的答案,而是解决问题的操作步骤,执行这个操作步骤就能获得问题的答案。如何描述算法?描述算法:算法设计者在构思和设计了一个算法之后,必须清楚准确地将所设计的求解步骤记录下来。使用算法:算法使用者知道如何调用算法。例:欧几里德算法辗转相除法求两个自然数的最大公约数mnr 欧几里德算法欧几里德算法2.1 程序的灵魂算法描述算法的方法自然语言步骤1:将m除以n得到余数r;步骤2:若r等于0,则n为最大公约数,算法结束;否则执行步骤3步骤3:将n的值放在m中,将r的值放在n中;步骤4:
3、重新执行步骤1;优点:容易理解,缺点:冗长、二义性使用方法:粗线条描述算法思想 注意事项:避免写成自然段2.1 程序的灵魂算法图形符号名 称含 义起止框表示算法的开始或结束处理框表示处理或运算等功能输入/输出框表示进行输入/输出操作判断框根据条件是否满足决定执行两条路径中的某一条路径控制流表示算法执行的路径,箭头代表方向N开始开始输入输入m和和n r=m%nr=0m=n;n=r 输出输出n结束结束Y描述算法的方法程序流程图2.1 程序的灵魂算法伪代码:介于自然语言和程序设计语言之间。处理和条件处理和条件 结构、语句和控制成分结构、语句和控制成分 描述算法的方法伪代码step1 r=m%n;st
4、ep2 循环直到r=0 step2.1 m=n;step2.2 n=r;step2.3 r=m%n;step3 输出n;优点:表达能力强,抽象性强,容易理解,被称为算法语言 使用方法:7 22.1 程序的灵魂算法例2.1 用伪代码描述求解下列问题的算法:(1)两个瓶子A和B分别盛放酱油和醋,要求将A瓶和B瓶的液体互换,即A瓶盛放醋B瓶盛放酱油。step1:将将A瓶的酱油倒入瓶的酱油倒入C瓶,即瓶,即C A;step2:将将B瓶的醋倒入瓶的醋倒入A瓶,即瓶,即A B;step3:将将C瓶暂存的酱油倒入瓶暂存的酱油倒入B瓶,即瓶,即B C;(2)将三个数由小到大排序。step1:如果如果xy,则将
5、,则将x和和y交换;交换;step2:如果如果zx,则,则temp z;z y;y x;x temp;否则,如果否则,如果zy,则将,则将y和和z交换;交换;step3:依次输出依次输出x,y,z;2.1 程序的灵魂算法(3)在一个含有n个元素的集合中查找最大值元素。step1:max 第第1个元素;个元素;step2:初始化被比较元素的序号初始化被比较元素的序号i 2;step3:当当i小于等于小于等于n时重复执行下述操作:时重复执行下述操作:step3.1:如果第如果第i个元素大于个元素大于max,则,则max 第第i个元素;个元素;step3.2:i i+1;step4:输出输出max;
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