第1章程序的概念与算法(0909NITL).ppt

11.1 程序的概念程序的概念 程序是指把希望计算机做的工作写成一定形式的指令，程序是指把希望计算机做的工作写成一定形式的指令，并把它们存储在计算机的内部存储器中并把它们存储在计算机的内部存储器中 当人们给出命令之后，它就按指令操作顺序自动进行，当人们给出命令之后，它就按指令操作顺序自动进行，把这种可以连续执行的把这种可以连续执行的一条条指令的集合一条条指令的集合称为称为“程序程序” 目前，正在使用的计算机程序设计语言有很多种，有目前，正在使用的计算机程序设计语言有很多种，有些语言是些语言是面向机器面向机器的，如二进制语言，而多数是的，如二进制语言，而多数是面向问题面向问题的语言2 目前的程序设计一般可分为非结构化程序设计、目前的程序设计一般可分为非结构化程序设计、结构化结构化程序设计程序设计和和面向对象面向对象的程序设计的程序设计. C语言是结构化程序设计语言，而语言是结构化程序设计语言，而C++称为面向对象的称为面向对象的语言 面向问题的语言都被称为计算机的面向问题的语言都被称为计算机的“高级语言高级语言”，如，如C与与C++语言等。

语言等3 程序是为了解决某个问题而设计，用程序是为了解决某个问题而设计，用C语句所写的序列语句所写的序列称为称为C源程序源程序，它的后缀为，它的后缀为(.c) （我们上机使用的环境微（我们上机使用的环境微软公司软公司VC++，所以其源程序的后缀为，所以其源程序的后缀为.cpp））. C源程序经过源程序经过编译编译(Compile)后生成一个后生成一个目标文件目标文件(.obj). 经过链接库函数后生成经过链接库函数后生成可执行文件可执行文件(.exe) 这些语言都是用接近人们习惯的自然语言和数学语言这些语言都是用接近人们习惯的自然语言和数学语言作为语言的表达形式，人们学习和操作起来感到十分方便作为语言的表达形式，人们学习和操作起来感到十分方便 4 问题的提问题的提出及分析出及分析 确定该问确定该问题的算法题的算法用用C语言描述算法语言描述算法建立语言源程序建立语言源程序C 编译生成编译生成.obj文件文件 连接有关库函数后连接有关库函数后生成可执行文件生成可执行文件运行程序并输运行程序并输出正确的结果出正确的结果 C程序的设计过程如下图所示程序的设计过程如下图所示:51.2 算法与流程图算法与流程图 什么是算法？什么是算法？ 算法是指解决问题所使用的一系列合乎逻辑的解题步骤算法是指解决问题所使用的一系列合乎逻辑的解题步骤. 一个程序应包括两方面内容一个程序应包括两方面内容:(1). 对对数据的描述数据的描述. 要指定数据的类型和数据的组织形式要指定数据的类型和数据的组织形式, 即数据结构即数据结构. 6(2). 对对操作的描述操作的描述, 操作步骤操作步骤,即即算法算法(algorithm). 著名计算机科学家著名计算机科学家Wirth(Wirth(沃思沃思) )提出提出: : 数据结构数据结构+ +算法＝程序算法＝程序 在计算机科学中，算法要用计算机算法语言描述在计算机科学中，算法要用计算机算法语言描述. 要解决一个复杂的问题，需要仔细的分析与研究此问题，要解决一个复杂的问题，需要仔细的分析与研究此问题，并进行精确的逻辑分析，找到解决问题的方法，再用计算并进行精确的逻辑分析，找到解决问题的方法，再用计算机实现。

机实现7 当然当然,求解一个给定的可解的问题，不同的人可以编写求解一个给定的可解的问题，不同的人可以编写出不同的程序出不同的程序 例如判断一个整数的奇偶性，大致分成以下几步：例如判断一个整数的奇偶性，大致分成以下几步：计算机读入该数计算机读入该数;将该数除以将该数除以2;判断余数是否为判断余数是否为0;如果为如果为0，该数为偶数，该数为偶数;否则为奇数否则为奇数. 以上这些解决问题的以上这些解决问题的一系列步骤一系列步骤就是就是算法算法，并且可，并且可以用以用C语言编写成程序，用以解决数的奇偶性问题语言编写成程序，用以解决数的奇偶性问题8什么是流程图？什么是流程图？ 流程图是一种用图解方式说明流程图是一种用图解方式说明,解决一个问题所要的一解决一个问题所要的一系列操作系列操作 流程图比文字更容易理解，更加直观流程图比文字更容易理解，更加直观. 流程图中的符号含义如下所示流程图中的符号含义如下所示: 9输输入入输输出出连连接符接符控制流控制流条件判断条件判断加工、加工、处处理理程序的入口和出口程序的入口和出口含含义义常用基本常用基本组组件件流程图的符号及含义流程图的符号及含义10例例1.1 从键盘输入两个数，求这两数从键盘输入两个数，求这两数之和，并把结果输出之和，并把结果输出. 画出此问题的流程图。

画出此问题的流程图 开始开始 输入两数输入两数 两数相加两数相加 显示结果显示结果 结束结束 定义两个变量定义两个变量程序流程图程序流程图111.3 结构化程序设计包含的三种结构结构化程序设计包含的三种结构 结构化程序设计由三种结构组成：结构化程序设计由三种结构组成： 顺序结构、选择结构、循环结构顺序结构、选择结构、循环结构 1.3.1 顺序结构顺序结构 顺序结构的程序是一条语句接一顺序结构的程序是一条语句接一条语句顺序地往下执行的条语句顺序地往下执行的 例如右图中，先执行语句例如右图中，先执行语句1，然后，然后执行语句执行语句2，最后执行语句，最后执行语句3. 顺序结构的程序是最简单的程序顺序结构的程序是最简单的程序 语句语句1 语句语句2 语句语句312 例例1.2 编写编写一个一个C语言程序，输出显示下列图形语言程序，输出显示下列图形 ***************** C语言的学习要努力！语言的学习要努力！ ***************** 这是一个典型的顺序执行的程序设计，输出三个字符串，这是一个典型的顺序执行的程序设计，输出三个字符串，输出字符串用函数输出字符串用函数printf()完成，具体的过程描述为：完成，具体的过程描述为：开始开始输出输出：： *************** 换行后换行后再再输出输出：：C语言的学习要努力！语言的学习要努力！换行后换行后再再输出输出：：*************** 程序结束程序结束13程序流程图如图所示程序流程图如图所示:开始开始输出：**************结束结束输出：C语言的学习要努力！语言的学习要努力！输出：**************14 下面先介绍几个下面先介绍几个C语言程序语言程序, 使我们对使我们对C语言程序的特点语言程序的特点有一个初步认识和了解有一个初步认识和了解. 刚开始学习刚开始学习,可能在某些语法点上还有不理解的地方可能在某些语法点上还有不理解的地方,可可以在以后的章节中得到介决和加深以在以后的章节中得到介决和加深.#include /*包含标准输入输出库预处理命令包含标准输入输出库预处理命令*/ int main( ) /*主函数开始主函数开始*/ { printf(“*************\n”); printf(“C语言的学习要努力！语言的学习要努力！\n”); printf(“***************\n”); return 0; } /*程序结束程序结束*/ 虽然这是一个并不复杂的程虽然这是一个并不复杂的程序序, 但它包含了很多重要的语但它包含了很多重要的语法点和一个程序的框架法点和一个程序的框架.下面逐条进行分折讲解下面逐条进行分折讲解:15用用C语言写成的源程序为：语言写成的源程序为：(P4)#include /*包含标准输入输出库预处理命令包含标准输入输出库预处理命令*/ int main( ) /*主函数开始主函数开始*/ { printf(“*************\n”); printf(“C语言的学习要努力！语言的学习要努力！\n”); printf(“***************\n”); return 0; } /*程序结束程序结束*/ 1. main( )是主函数是主函数,每一个每一个C 程序程序都必须一个都必须一个main( )主函数主函数. 且只能有一个且只能有一个main( )主函数主函数.3. 这是一条这是一条编译编译预处理命令预处理命令. C语言程序设计中往往要用到输入与输语言程序设计中往往要用到输入与输出函数出函数printf 、、 sacnf, 因此要有文件包含因此要有文件包含命令命令:#include. 2. 函数体函数体用大括用大括号号{ }括起来。

括起来16 #include int main( ) { printf(“*************\n”); printf(“C语言的学习要努力！语言的学习要努力！\n”); /*输出一行字符输出一行字符*/ printf(“***************\n”); return 0; } printf ( )函数是函数是C 语言中的专用输出函语言中的专用输出函数，数， 双引号内的字符串按原样输出双引号内的字符串按原样输出. /*……*/是是注释部分注释部分，对，对编译和运行不起作用，编译和运行不起作用， 基本基本上可放于程序任何地方上可放于程序任何地方. ‘\ n’ 是是一转一转义字符义字符 (为为换行符换行符). 语句最后有一语句最后有一个分号个分号 ; 17#include int main( ) { printf(“*************\n”); printf(“C语言的学习要努力！语言的学习要努力！\n”); printf(“***************\n”); return 0; /*与与main函数中的函数中的int相对应相对应*/ } main( )函数是由操作系统调用的函数是由操作系统调用的. 标准标准C++要求要求main( )函数声明函数声明为为int 型型. 如果程序正常执行如果程序正常执行,则则向操作系统返回向操作系统返回0, 否则否则返回返回1. 细节问题将通过随后章节的学习，以及上机细节问题将通过随后章节的学习，以及上机练习来加深理解练习来加深理解.18 上机练习上机练习1 (P5)步骤步骤1：： 在在Visual C++环境下新建文件环境下新建文件: [开始开始]按钮按钮→ [所有程序所有程序]→ [Microsoft Visual C++6.0] 如果出现如果出现每日提示每日提示,如图如图所示所示,即点击关闭按扭。

即点击关闭按扭 19步步骤骤2 2：： 在引在引导导出的出的C++C++集中开集中开发环发环境中境中, ,点点击击菜菜单单：： [ [文件文件] →[] →[新建新建] ]20 在随后出在随后出现现的的””新建新建””对话对话框中框中, ,点点击击菜菜单单：： [ [文件文件]→[]→[C++ C++ SourseSourse File File] ] 输入文件名输入文件名:如如:1_1.c指定存放此文件指定存放此文件的位置的位置:例如例如: D:\VC++21步步骤骤3 3：：在在编辑编辑框内框内输输入入C C源程序22步步骤骤4 4：在：在Visual C++Visual C++环环境下点境下点击击工具工具图标图标：：进进行行编译编译( (相当相当: :Ctrl+F7Ctrl+F7), ), 产产生生 . .objobj文件文件. . 出出现对话现对话框框( (英文英文): ): 回答回答:是是 这条编译命令需要一个活动这条编译命令需要一个活动的工程工作区的工程工作区.你要产生一个你要产生一个默认的工作区默认的工作区?23如果程序无错如果程序无错,编译通过编译通过.产生一个相应的产生一个相应的1_1.obj文文件件.24如果程序有错如果程序有错,编译没有通过编译没有通过.提示错误信息提示错误信息.25步步骤骤5 5：点：点击连击连接接图标图标: :现设程序无错现设程序无错,编译通过编译通过.进进行行连连接接( (相当相当:F7:F7), ), 产产生生 .exe.exe文件文件. . 26如果程序无错如果程序无错,连接通过连接通过.产生一个相应的产生一个相应的1_1.exe文件文件.27步步骤骤6 6：点：点击执击执行行图标图标: :进进行行执执行此行此 1_1 .exe1_1 .exe文件文件. . 28思考：思考：1．在例．在例1-1.c中，如果中，如果没有没有main()，编译程序后出现的错误，编译程序后出现的错误提示是什么？在提示是什么？在C程序设计中要注意什么问题？程序设计中要注意什么问题？2．在例．在例1-1.c中，如把中，如把main写成了写成了Main，编译程序后出现，编译程序后出现的错误提示是什么？在的错误提示是什么？在C程序设计中要注意什么问题？程序设计中要注意什么问题？3．在例．在例1-1.c中，如中，如printf(“********\n”); 后后少了少了“;”号，号，编译程序后出现的错误提示是什么？在编译程序后出现的错误提示是什么？在C程序设计中要注程序设计中要注意什么问题？意什么问题？294．在例．在例1-1.c中中,如没有写上预处理命令如没有写上预处理命令#include，，编译程序后出现的错误提示是什么？想想这是为什么？编译程序后出现的错误提示是什么？想想这是为什么？5．在例．在例1-1.c中，任何一行的输出语句中中，任何一行的输出语句中少了符号少了符号\n，，程序运行后的结果有什么变化？问在程序运行后的结果有什么变化？问在C语言中符号语言中符号\n的作用是什么？的作用是什么？6．在例．在例1-1.c中，如中，如printf(“***********\n”); 后后少了双引少了双引号号，编译程序后出现的错误提示是什么？，编译程序后出现的错误提示是什么？301.3.2 分支结构分支结构 在程序执行过程中，程序的流程可由多路分支组成，根在程序执行过程中，程序的流程可由多路分支组成，根据不同的条件去执行不同的语句块。

据不同的条件去执行不同的语句块 这是一个两分支结构这是一个两分支结构 首先判断条件是否为首先判断条件是否为“真真”，如为真，如为真,执行语句块执行语句块1，否，否则执行语句块则执行语句块2 语句块语句块2 2 语句块语句块1 1 假假真真条件条件31 假如判断从假如判断从键盘输键盘输入的两个数的大小入的两个数的大小: 如果如果: x>y，提示：，提示：x大于大于y. 如果如果: xy?输出输出x x小于小于y y真真假假输出输出x大于大于y下一步下一步此时将会用到如下所示的流程图此时将会用到如下所示的流程图:输出：输出：32例例1.3 从键盘输入两个数，判断两个数的大小从键盘输入两个数，判断两个数的大小分析：这是一个分支程序设计，具体的过程描述为：分析：这是一个分支程序设计，具体的过程描述为：•程序开始程序开始•定义两个变量定义两个变量: x,y•输入二个数给输入二个数给x,y•如果如果x大于大于y•输出输出:x大于大于y•否则否则•输出输出:x小于小于y•程序结束程序结束33 开始开始给给x,y输入相应的值输入相应的值 定义两个变量定义两个变量:x,y 结束结束 x>y？？输出输出: x小于小于y 输出输出:x大于大于y 两数中求最大值流程图两数中求最大值流程图真真假假34例例1.3 用用C语言写成的源程序为语言写成的源程序为: (P8)#include int main( ) { int x, y; /*定义二个变量定义二个变量*/ scanf(“%d%d”,&x,&y); /*读入两个整型数给变量读入两个整型数给变量x、、y*/ if(x>y) /*如果如果x大于大于y*/ printf(“x大于大于y\n”); /*输出：输出：x大于大于y */ else /*否则否则*/ printf(“x小于小于y\n”); /*输出：输出：x小于小于y */ return 0; }这一行为变量定义这一行为变量定义,指明指明 x, y是是整型变量整型变量(integer)。

scanf( ) 函数是专用的输入函数函数是专用的输入函数. &的含义是的含义是“取地址取地址”的意思，函数的作用是：的意思，函数的作用是：从键盘输入的两个值从键盘输入的两个值,分别送到分别送到 x,y所占地址所占地址的内存单元中去的内存单元中去,也就是输入也就是输入x, y的值的值. %d为输入格式说明为输入格式说明, d为十进为十进制整数格式说明符制整数格式说明符两分支结构两分支结构35上机上机练习练习 步步骤骤1：：调调出出VC++ 6.0，关，关闭闭“每日提示每日提示” 步步骤骤2：：点点击击菜菜单单：：[文件文件] →[新建新建]→[文件文件] → [C++ Sourse File] 输输入文件名入文件名1-2.c,点点击击确定按扭确定按扭步步骤骤3：：在在编辑编辑框内框内输输入入C源程序源程序1-2.c36步步骤骤4 4：点点击图标击图标 进进行行编译源程序编译源程序1-2.c，，产生可执行文件产生可执行文件1-2.obj。

步步骤骤5 5：点：点击连击连接接图标图标: :进进行行连连接接, , 产产生生 .exe.exe文件文件. . 执执行程序行程序1_2.exe1_2.exe步骤步骤6: 点击执行图标点击执行图标37程序运行程序运行结结果如果如图图所示程序运行时输入程序运行时输入:1000   500 (然后回车然后回车).两数间用空格分隔两数间用空格分隔.38程序运行结果程序运行结果数据输入行的显示数据输入行的显示.程序运行后程序运行后,结果显示结果显示.39思考：思考：1．在例．在例1_2.c中，如果中，如果没有语句没有语句int x,y;编译程序后出现的编译程序后出现的错误提示是什么？在错误提示是什么？在C程序设计中要注意什么问题？程序设计中要注意什么问题？2．在例．在例1_2.c中，如把语句中，如把语句scanf(“%d %d”,&x,&y); 写写成：成：scanf(“%d %d”,x,y); 用来用来读入两个整型数给变量读入两个整型数给变量x、、y，程序的运行结果会如何？，程序的运行结果会如何？403．在例．在例1-2.c中，如程序在运行时输入为：中，如程序在运行时输入为：1000,500，程，程序能否得出正确的运行结果？序能否得出正确的运行结果？4．在例．在例1-2.c中，如果在中，如果在if(x>y) 后加上后加上“；；”号，编译号，编译程序后出现的错误提示是什么？想想这是为什么？程序后出现的错误提示是什么？想想这是为什么？5．在例．在例1-2.c中，输入源程序后，中，输入源程序后，int、、if、、else为什么会为什么会变颜色，在变颜色，在C程序设计中有什么特殊的意义？程序设计中有什么特殊的意义？ 411.3.3 循环结构循环结构 如果在程序中需要根据某项条件重复地执行某项任务如果在程序中需要根据某项条件重复地执行某项任务若干次，直到满足或不满足某条件为止，这就构成循环结若干次，直到满足或不满足某条件为止，这就构成循环结构。

构 循循环环条件条件?初始条件初始条件循循环语环语句句假假真真 循环语句执行完成后，又转循环语句执行完成后，又转去判断循环条件，如循环条去判断循环条件，如循环条件仍为真，再次执行循环语件仍为真，再次执行循环语句，如此反复，直到循环条句，如此反复，直到循环条件为假，退出此循环件为假，退出此循环 注注: 循环循环不是不是简单的重复简单的重复.首先判断循环条件是否首先判断循环条件是否为为“真真”，如循环条件，如循环条件为为“真真”，执行循环语，执行循环语句句.42 例如，要做一个累加运算，从例如，要做一个累加运算，从1加到加到100. 算法是：算法是： 先把计数变量先把计数变量i 和和 sum设为设为0，然后变量，然后变量i从从1开始，把开始，把1加入总数；然后加入总数；然后i增加增加1，，i为为2，把，把i加入总数；然后加入总数；然后i再增加再增加1，，i为为3，再把，再把i加入总数；加入总数； 一直累加，当一直累加，当i为为100加入总数后，加入总数后，i还要增加还要增加1，到，到i的值的值为为101，，此时条件不满足此时条件不满足，循环不再做。

循环不再做 最后的总数就是最后的总数就是1加到加到100的和43例例1.4 计算计算1+2+3+4+……+100的值，用循环的方法，画的值，用循环的方法，画出程序的流程图出程序的流程图分析：分析： 和的初始值和的初始值sum为为0，循环变量，循环变量i的变化从的变化从1到到100当当i值为值为1时，把时，把i加入加入sum，然后，然后判断判断i的值是否小于的值是否小于100, 如果是如果是, i增增1，再把，再把i加入加入sum; 然后判断然后判断i的值是否小于的值是否小于 100，如此反复循环，当，如此反复循环，当i的值的值大于大于100时，停止循环，最后输出时，停止循环，最后输出sumsum为什么为什么要置要置0？？44具体的过程描述为：具体的过程描述为：•程序开始程序开始•定义变量定义变量sum,i,并分别赋值并分别赋值0、、1 •判断判断i是否小于等于是否小于等于100•如是，把如是，把i加入加入sum，，i增加增加1 •否则停止循环否则停止循环 •输出输出sum•程序结束程序结束 开始开始 定义变量定义变量sum、、ii<=100 sum=sum+i i=i+1输出输出sum 结束结束YN45#includeint main( ){ int i=1,sum=0; while(i<=100) { sum=sum+i; i++; } printf("从从1加到加到100的和为的和为%d :\n", sum); return 0;}例例1_4.c : 计算计算1+2+3+4+……+100的值的值 ( P10) 这一行这一行定义定义i, sum为整型变量为整型变量(integer),并赋初值并赋初值. (注注:局部变量不赋初值局部变量不赋初值,其值为随机值其值为随机值).这一行是这一行是sum+i的值赋给变量的值赋给变量sum.i的值自增的值自增1.这是一个循环结构这是一个循环结构.46#includeint main( ){ int i=1,sum=0; while(i<=100) { sum=sum+i; i++; } printf("从从1加到加到100的和为的和为:%d \n", sum); return 0;}1_4.c : 计算计算1+2+3+4+……+100的值的值 %d 为数据为数据输出格式说明输出格式说明。

输出时，该位置由后面的变输出时，该位置由后面的变量量sum的值代替的值代替.注注: 这里没有这里没有”;”号号47上机练习上机练习 1. 编辑编辑文件名文件名1_4.c .1_4.c .2.2.编译编译, ,连连接接1_4.c1_4.c，，产产生可生可执执行文件行文件1_4.exe1_4.exe3.3.执执行程序行程序1_4.exe 1_4.exe 48 执执行程序行程序1_4.exe1_4.exe，程序运行，程序运行结结果如果如图图所示49 第第 1 章章 程程 序序 的的 概概 念念 与与 算算 法法 结束结束50思考：1．在例．在例1_3.c中，为什么语句中，为什么语句int i=1,sum=0;中的中的sum要要赋初值赋初值0？如果不赋值，程序运行时会有什么结果？？如果不赋值，程序运行时会有什么结果？2．在例．在例1-3.c中，如语句中，如语句while(i<=100)后有后有”;”号，程号，程序的运行结果会如何？序的运行结果会如何？513．在例．在例1-4.c中，如语句段中：中，如语句段中： while(i<=100) { sum=sum+i; i++; } 无大括号，程序的运行结果会如何？无大括号，程序的运行结果会如何？复合语句复合语句：： 用一对用一对“{ }”将若干语句顺将若干语句顺序组合在一起序组合在一起,形成了一个程形成了一个程序段序段(块块),称为复合语句称为复合语句.4．在例．在例1-4.c中，上述程序段中少了中，上述程序段中少了i++，程序能否得，程序能否得 出出 正确的运行结果？正确的运行结果？52 练习与实践练习与实践1.写出用符号写出用符号’*’输出描绘汉字输出描绘汉字”大大”的流程图。

的流程图 提示：用顺序结构的多个提示：用顺序结构的多个printf语句输出语句输出53 2.输入一个数，如果此数大于零，输出一个输入一个数，如果此数大于零，输出一个’+’号，否号，否则输出一个则输出一个’-’号，请描述程序设计的过程，并画出号，请描述程序设计的过程，并画出流程图 提示：提示： 用判断的方法解决此问题，可以描述为：用判断的方法解决此问题，可以描述为： 程序开始程序开始 定义变量定义变量 读入一个数读入一个数 如果此数大于如果此数大于0 输出输出+ 否则否则 输出输出- 程序结束程序结束543. 以循环的方式计算某人的年收入，假定此人以月为单以循环的方式计算某人的年收入，假定此人以月为单位的收入，请描述程序设计的过程，并画出流程图位的收入，请描述程序设计的过程，并画出流程图 提示：循环提示：循环12次次 4. 键盘输入一批数，输入零时结束，分别计算负数与正键盘输入一批数，输入零时结束，分别计算负数与正数的总和，最后输出结果，请描述程序设计的过程，并画数的总和，最后输出结果，请描述程序设计的过程，并画出流程图。

出流程图5. 有一批数，在这批数中要查找一个特定的数是否存在，有一批数，在这批数中要查找一个特定的数是否存在，请描述程序设计的过程，并画出流程图请描述程序设计的过程，并画出流程图。