算法与程序设计,第一章 揭开计算机解决问题的神秘面纱,涡阳二中信息技术组,算法与程序设计,1.1 计算机解决问题的过程,从一个生产方案问题了解用计算机解决问题的步骤:P6,掌握用自然语言表达算法。（P8实践与练习）,算法与程序设计,1、具体问题：,华南太阳能设备厂在计划期内拟生产甲、乙、丙三种适销产品，每件销售收分别为4万元、3万元、2万元。按工艺规定，甲、乙、丙三种产品都需要在A、B、C、D四种不同的设备上加工，其加工所需要的时间见下表。已知A、B、C、D四种设备在计划期内有效使用台时数分别为12、8、16、12。如何安排生产可使收入最大？,2、分析问题：,算法与程序设计,算法与程序设计,3、设计算法：,算法与程序设计,4、编写程序,Dim x As Integer, y As Integer, z As IntegerDim x_max As Integer, y_max As Integer, z_max As IntegerDim f(4, 3, 12) As SingleDim f_max As SingleFor x = 0 To 4For y = 0 To 3For z = 0 To 12If (2 * x + 2 * y + z = 8) And (x + 2 * y + z = 8) Thenf(x, y, z) = 4 * x + 3 * y + 2 * zElsef(x, y, z) = 0End IfNext zNext yNext x,算法与程序设计,f_max = 0For x = 0 To 4For y = 0 To 3For z = 0 To 8If f_max f(x, y, z) Thenf_max = f(x, y, z)x_max = xy_max = yz_max = zEnd IfNext zNext yNext xPrint “当x=”; x_max; “,y=”; y_max; “,z=”; z_max; “时,Print “f(x,y,z)的最大值=; f_max,算法与程序设计,5、调试程序、得到结果,1）、新建工程；2）、在窗体添加按钮控件；3）、给按钮添加单击事件过程；4）、在单击事件过程内输入编写好的程序；5）、运行程序调试结果。,相同点：无论何种解题方式，在解决某一实际问题时，都应该正确的理解问题的题意，从看似复杂的问题中整理出一个头绪，然后通过算法（即解决问题的一个一个步骤）描述出某一问题的解决过程，进行一定量的计算，最后都必须验证计算结果。,不同点：当计算量较大时，人工解题就有点力不从心了，而计算机每秒上亿次的计算速度却不在话下，并且只要算法正确，编程语句无误的话，使用计算机编写的解题程序可以反复使用。例如：sum=1+2+3+4+5+（n-1）+n这样的问题。,算法与程序设计,1.2 算法和算法的描述,1、算法的概念,算法是在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确的规则。即，用计算机求解某一问题的方法,是能被机械地执行的动作或指令的有穷集合。,算法的特征：1）、有0或多个输入。解题算法中可以没有数据输入，也可以同时输入多个需 要算法处理的数据。 2）、确定性。解题方法中的任何一个操作步骤都是清晰无误的，不会使人产生 歧义或者误解。 3）、有穷性。任何一种提出的解题方法都是在有限的操作步骤内可以完成的， 哪怕是失败的解题方法。 4）、有1个或多个输出。一个算法执行结束之后必须有数据处理结果输出，哪怕 是输出错误的数据结果，没有输出的算法使毫无意义的。 5）、能行性。解题方法中的任何一个操作步骤在现有计算机软硬件条件下和逻 辑思维中都能够实施实现。,算法与程序设计,辗转相除法 又名欧几里德算法（Euclidean algorithm）是求两个正整数之最大公约数的算法。它是已知最古老的算法, 其可追溯至前300年。它首次出现于欧几里德的几何原本（第VII卷，命题i和ii）中，而在中国则可以追溯至东汉出现的九章算术。它并不需要把二数作质因子分解。 1. a b，令r为所得余数（0rb），若 r = 0，b 即为最大公约数；算法结束 。 2. 互换：置 ab，br，并返回第一步。 例如:求112和64的最大公约数.算法如下: (1).112除以64,余数为_; (2)_除以_余数为_; (3)_除以_余数为_. 答：112和64的最大公约数为_.两数的最大公约数乘以其最小公倍数=两数相乘例如：求112和64的最小公倍数 (1).利用辗转相除法求得它们的最大公约数为_; (2).利用表达式求得最小公倍数： 答： 112和64的最小公倍数为_.,练习：求164和64的最大公约数求256和24的最大公约数,练习：求164和64的最小公倍数求256和24的最小公倍数,算法与程序设计,2、算法的描述,表示算法的语言有自然语言、流程图、伪代码等。,1）、用自然语言描述算法；2）、用流程图描述算法：掌握流程图的基本图形及其功能。3）、用伪代码描述算法。,注意对比三种算法描述方式的优劣。,1).输入m和n的值;2).r=m除以n的余数;3).如果r=0,则输出n值; 否则令m=n,n=r返回第2步;4).结束.,输入m和n值r m Mod ndo while r0m=nn=rr=m mod nloop输出n值,算法与程序设计,算法与程序设计,三种算法描述方式的优劣,算法与程序设计,使用自然语言描述算法的方法虽然比较容易掌握，但是存在着很大的缺陷。例如，当算法中含有多分支或循环操作时很难表述清楚。另外，使用自然语言描述算法还很容易造成歧义（称之为二义性），譬如有这样一句话“武松打死老虎”，我们既可以理解为“武松/打死老虎”，又可以理解为“武松/打/死老虎”。自然语言中的语气和停顿不同，就可能使他人对相同的一句话产生不同的理解。又如“你输他赢”这句话，使用不同的语气说，可以产生3种截然不同的意思，同学们不妨试试看。,无论是使用自然语言还是使用流程图描述算法，仅仅是表述了编程者解决问题的一种思路，都无法被计算机直接接受并进行操作。,伪代码通常采用自然语言、数学公式和符号来描述算法的操作步骤，同时采用计算机高级语言（如C、Pascal、VB、C+、Java等）的控制结构来描述算法步骤的执行顺序。,算法与程序设计,在运用计算机程序解决问题的过程中,算法设计有着举足轻重的地位和作用,算法是程序设计的核心,是程序设计的灵魂.算法的好坏,直接影响着程序的通用性和有效性,影响着问题解决的效率.,程序的编制依赖于算法的设计。程序的效率主要取决于算法的效率。,算法的地位:,算法与程序设计,1.3、程序与程序设计语言,1）、程序是一组机器操作的指令或语句的序列，是算法的一种描述。,2）、程序的七个特征：P15,3）、程序的基本结构：P16,顺序结构：各语句依次按照顺序执行。,选择结构：通过检验条件是否成立来决定做还是不做的控件结构。,循环结构：在一定条件下需要重复执行的控件结构。,任何复杂的算法都可以用顺序结构、选择结构、循环结构三种基本结构组合而成的程序表示。,算法与程序设计,顺序结构,选择结构,循环结构,算法与程序设计,4）、程序设计：即是编写程序的过程。,一个高质量的程序，应具备以下条件：（1）、建立正确的灵堂模型和确定有效的计算方法；（2）、运行结果必须正确，且在精度和其他各方面均满足要求；（3）、程序本身具有良好的结构，逻辑清楚，易读易懂。（4）、程序运行时间尽可能短，同时尽可能合理地使用内存；（5）、便于检查、修正、移植和维护。,5）、程序设计语言的产生与发展（P18）,（1）、机器语言：由“0”和“1”组成的二进制代码，是能够被计算机直接接受和 执行的计算机语言。 优缺点：（2）、汇编语言：采用类似英语缩写略词且带有助记性的符号形式代替二进制 机器代码的计算机语言。是符号化了的机器语言。用能反映 指令功能的助记符表达的计算机语言。 优缺点：（3）、高级语言：相对于汇编语言而言，它并不是特指某一种具体的语言，而是包括了很多编程语言，如VB、C、C+，VC、Java、Pascal等。,算法与程序设计,各种程序设计语言的比较,算法与程序设计,1.3.3程序的编辑和翻译,1、理解什么是源代码、源文件、程序的编辑？2、高级语言的翻译程序有两种类型：编译程序和解释程序。,算法与程序设计,O(_)O谢谢 ！再见！,