《大学计算机基础》课程PPT教学课件（第四版）第10章 问题求解的算法基础与程序设计

大学计算机基础第10章问题求解的算法基础与程序设计

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主要内容10.1计算机求解题过程10.2算法的概念10.3算法的分类、特性和评价方法10.4算法的三种结构10.5算法的表示10.6算法的发现10.7算法举例10.7算法举例10.8程序设计基础

主要内容 Back to school 10.1 计算机求解问题过程 10.2 算法的概念 10.3 算法的分类、特性和评价方法 10.4 算法的三种结构 10.5 算法的表示 10.6 算法的发现 10.7 算法举例 10.7 算法举例 10.8 程序设计基础

10.1计算机求解问题过程当拿到问题之后，我们不能马上就动手编程，而是要经历一个思考、设计、编程以及调试的过程，编写程序解决问题的过程一般包括5个步骤(1)分析问题，即确定计算机要做什么,实现自然语言的逻辑建模分析问题(2)建立模型，即将原始问题转化为数学模型建立模型(3)设计算法，即形式化地描述解决问题的途径和方法→设计算法(4)编写程序，即将算法翻译成计算机程序。★(5)调试测试，即发现和修改程序运行过程中存在的错误。编写程序调试测试程序图9-1问题求解过程图

10.1 计算机求解问题过程 • 当拿到问题之后，我们不能马上就动手编程，而是要经历一个思考、设 计、编程以及调试的过程，编写程序解决问题的过程一般包括5个步骤。 (1)分析问题，即确定计算机要做什么,实现自然语言的逻辑建模。 (2)建立模型，即将原始问题转化为数学模型。 (3)设计算法，即形式化地描述解决问题的途径和方法。 (4)编写程序，即将算法翻译成计算机程序。 (5)调试测试，即发现和修改程序运行过程中存在的错误

10.2算法的概念·简单地说，算法就是解决问题的一系列步骤。广义地说为解决问题而采用的方法和步骤就是算法。算法是程序设计的基础，算法的质量直接影响程序运行的效率。程序是与机器兼容的算法的实现，在软件开发中，核心工作就是进行算法的设计。算法是求解问题步骤的有序集合，它能够产生结果并在有限时间内结束

10.2 算法的概念 • 简单地说，算法就是解决问题的一系列步骤。广义地说， 为解决问题而采用的方法和步骤就是算法。算法是程序 设计的基础，算法的质量直接影响程序运行的效率。程 序是与机器兼容的算法的实现，在软件开发中，核心工 作就是进行算法的设计。 • 算法是求解问题步骤的有序集合，它能够产生结果并在 有限时间内结束

，举一个简单的算法例子，假设求两个自然数m和n的最大公约数，通常使用辗转相除的欧几单得算法，算法描述如下①对于已知两数m、n，使得m>n。②m除以n得到余数r。③若r=0，则n即为最大公约数，算法结束；否则继续进行下一步。④令m-n，n-r，转到第②步。以上算法描述了求解两个自然数中最大公约数的解题步骤，经过多次辗转相除总会达到余数为0的情况，所以说算法会在有限步骤、有限时间内完成，并能输出相应结果

• 举一个简单的算法例子，假设求两个自然数m和n的最大公约数，通常使用辗转 相除的欧几里得算法，算法描述如下: ①对于已知两数m、n，使得m>n。 ②m除以n得到余数r。 ③若r=0，则n即为最大公约数，算法结束；否则继续进行下一步。 ④令m←n，n←r，转到第②步。 • 以上算法描述了求解两个自然数中最大公约数的解题步骤，经过多次辗转相除， 总会达到余数为0的情况，所以说算法会在有限步骤、有限时间内完成，并能 输出相应结果

10.3算法的分类、特性和评价方法10.3.1算法的分类10.3.2算法的特性10.3.3算法的评价方法

10.3 算法的分类、特性和评价方法 10.3.1算法的分类 10.3.2算法的特性 10.3.3算法的评价方法

10.3.1算法的分类，算法的分类方法有许多种，按照算法所涉及的对象，一般可以把算法分成两大类：数值运算算法和数值运算算法数值运算算法的目的是对数值进行求解，其特点是少量的输入、输出，复杂的运算，非数值运算算法的目的是对数据进行管理，其特点是大量的输入、输出，简单的算术运算和大量的逻辑运算

10.3.1算法的分类 • 算法的分类方法有许多种，按照算法所涉及的对象，一般可 以把算法分成两大类：数值运算算法和非数值运算算法。 • 数值运算算法的目的是对数值进行求解，其特点是少量的输 入、输出，复杂的运算。 • 非数值运算算法的目的是对数据进行管理，其特点是大量的 输入、输出，简单的算术运算和大量的逻辑运算

10.3.2算法的特性一般地，算法应该具有以下特性。(1)确定性。一个算法中的每一个步骤必须是精确的定义、无二义性，不会使编程者对算法中的描述产生不同的理解。(2)有穷性。一个算法必须在执行有穷步后结束，每一步必须在有穷的时间内完成。(3)可行性。算法描述的步骤在计算机上是可行的，能在一个合理的范围内有效地执行，并应能得到一个明确的结果。(4)输入：一般有零个或多个输入值(5)输出：一个算法的执行过程中或结束后要有输出结果，或者产生相应的动作指令

10.3.2算法的特性 • 一般地，算法应该具有以下特性。 (1)确定性。一个算法中的每一个步骤必须是精确的定义、无二义性，不会使编 程者对算法中的描述产生不同的理解。 (2)有穷性。一个算法必须在执行有穷步后结束，每一步必须在有穷的时间内完 成。 (3)可行性。算法描述的步骤在计算机上是可行的，能在一个合理的范围内有效 地执行，并应能得到一个明确的结果。 (4)输入：一般有零个或多个输入值。 (5)输出：一个算法的执行过程中或结束后要有输出结果，或者产生相应的动作 指令

10.3.3算法的评价方法1.算法的正确性2.可读性3.健壮性4.高效率和低存储量

10.3.3算法的评价方法 1．算法的正确性 2．可读性 3．健壮性 4．高效率和低存储量

10.4算法的三种结构10.4.1顺序结构10.4.2分支结构10.4.3循环结构

10.4 算法的三种结构 10.4.1顺序结构 10.4.2分支结构 10.4.3循环结构