程序设计的3种基本结构课件.ppt

第4章 程序设计的3种基本结构,本章内容及要求：1.了解算法概念及表示，掌握用NS流程图表示算法；2.熟练掌握赋值语句、输入/输出消息框函数的使用；3.熟练掌握行if语句、块if结构、Select Case情况选择结构有使用，掌握选择的嵌套结构；4.熟练掌握实现循环结构的For/Next循环结构及Exit For语句、Do/Loop循环结构的使用，掌握多重循环。,重点：选择结构及循环结构的实现及其应用,难点：选择的嵌套及多重循环结构,本章主要内容,4.1 算法及算法的表示 4.2 顺序结构 4.3 选择结构 4.4 循环结构 4.5 其他控制语句 4.6 应用程序举例,4.1 算法及算法的表示,4.1.1 算法概述 什么是算法：广义地讲：算法是为完成一项任务所应当遵循的一步一步的规则的、精确的、无歧义的描述，它的总步数是有限的。狭义地讲：算法是解决一个问题采取的方法和步骤的描述。,1)输入A、B、C。2)A与B中大的一个放入MAX中。3)把C与MAX中大的一个放入MAX中。4)输出MAX，MAX即为最大数。,例4.1 输入三个数，然后输出其中最大的数。将三个数依次输入到变量、B、C中，设变量MAX存放最大数。其算法如下：,4.1 算法及算法的表示,例4.2 输入10个数，打印输出其中最大的数。算法如下：（1）输入1个数,存入变量A中,将记录数据个数的变量N赋值为1，即N=1（2）将A存入表示最大值的变量Max中，即Max=A（3）再输入一个值给A，如果AMax 则 Max=A,否则Max不变（4）让记录数据个数的变量增加1，即N=N+1（5）判断N是否小于10，若成立则转到第（3）步执行，否则转到第（6）步（6）打印输出max,4.1 算法及算法的表示,4.1.2 算法的特性,有穷性确定性有0个或多个输入有一个或多个输出有效性,4.1 算法及算法的表示,4.1.3 算法的表示 一、自然语言与伪代码表示算法自然语言：就是指人们日常使用的语言，可以是汉语、英语或其它语言。伪代码：是用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号（包括数学符号）来描述算法。,4.1 算法及算法的表示,例如：例4.1可用如下的伪代码表示Begin（算法开始）输入 A，B，C IF AB 则 AMax 否则 BMax IF CMax 则 CMaxPrint MaxEnd(算法结束),4.1 算法及算法的表示,二、用传统流程图表示算法,处理框,起止框,I/O框,判断框,流程线,连接点,1、传统流程图中的基本符号,4.1 算法及算法的表示,2、三种基本结构的表示（1）顺序结构,（2）选择结构,4.1 算法及算法的表示,（3）循环结构,a)当型循环,b)直到循环,4.1 算法及算法的表示,三种基本结构的特点：,（1）只有一个入口（2）只有一个出口（3）不存在死语句（4）不存在死循环,4.1 算法及算法的表示,从10个数中选出最大的数的算法流程图,N10,Max=A N=1,AMax,Max=A,输入A,开始,再输入给A,N=N+1,打印Max,结束,Y,N,N,Y,4.1 算法及算法的表示,4.1.4 用NS流程图表示算法,将全部算法写在一个矩形框内，在矩形内还可包含其它从属于它的框。,三种基本结构的NS图表示：,1、顺序结构,2、选择结构,4.1 算法及算法的表示,3、循环结构,a)当型循环,b)直到循环,例：画出从10个数中选出最大的数的NS 流程图。,4.1 算法及算法的表示,传统流程图,N10,Max=A N=1,AMax,Max=A,输入A,开始,再输入给A,N=N+1,打印Max,结束,Y,N,N,Y,输入A,当N10,Max=A,N=N+1,打印Max,Max=A,N=1,NS流程图,AMax,Y,N,输入A,4.1 算法及算法的表示,A=Val(InputBox(A=?)B=Val(InputBox(B=?)C=Val(InputBox(C=?)If AB then Max=AElse Max=BEnd IfIf CMax then Max=CPrint Max=;Max,下面是例4.1的计算机 程序，即为用计算机语言表示算法：,4.1 算法及算法的表示,4.1.5 结构化程序设计方法（补充）,（一）用计算机解决问题的过程,提出、分析问题,确定算法模型,设计算法,编写程序,调试程序,分析输出结果,正确合理,结束,不正确,4.1 算法及算法的表示,（二）结构化程序设计思想,自顶向下、逐步细化、模块化,自顶向下：先从全局、整体设计逐步细化：将一个问题分解成几个较小的问题解决模块化：将一个大任务分解成若干个较小的部分，每 个部分承担一定功能，称为“功能模块”,例：给100个整数，打印输出其中的素数。,4.1 算法及算法的表示,S1,NS流程图,S3,S2,4.1 算法及算法的表示,S1,NS流程图,S3,S2,S21,4.1 算法及算法的表示,细化后的流程图,4.2 顺序结构,4.2.1 赋值语句 形式:变量名表达式 对象.属性表达式 功能：将表达式的值赋值给变量名或指定对象的属性。一般用于给变量赋值或对控件设定属性值。例：sRate=0.1 Text1.Text 欢迎使用Visual Basic 6.0”说明：1、执行过程：先求表达式的值，然后将值赋值给左边的变量。2、右边的表达式可以是变量、常量、函数调用等特殊的表达式。3、不要将“”理解为数学上的等号：A=A+1 是表示将A单元的值加后以放回到A单元。,执行过程如右图,4、赋值符号“=”左边一定只能是变量名或对象的属性引用，不能是常量、符号常量、表达式。下面的赋值语句都是错的：5=X 左边是常量。Abs(X)=20 左边是函数调用，即是表达式。,5、赋值符号“=”两边的数据类型一般要求应一致。,4.2 顺序结构,4.2.2 数据的输出Print方法,Print方法的一般格式：对象名.Print，|；,说明：对象名.可以是窗体名、图片框名，也可是立即窗口“Debug”。若省略对象，则表示在当前窗体上输出。用Print方法在图片框和立即窗口对象中输出与在窗体对象中输出完全相同。,4.2 顺序结构,4.2.3 用户交互函数和过程 1.InputBox函数变量名=InputBox$(，)其中:提示 提示信息,标题 标题区显示,缺省输入区缺省值。例如，要在屏幕上显示如下的对话框:,4.2 顺序结构,例如：有下列语句如下:Dim x%x=Val(InputBox(“请输入一个数”,“输入框”,100)语句执行后打开如下对话框。,4.2 顺序结构,2.MsgBox函数和MsgBox过程 函数形式:变量%=MsgBox(提示,按钮图标+缺省按钮+模式，标题)过程形式:MsgBox 提示,按钮图标+缺省按钮+模式,标题,4.2 顺序结构,说明：、“标题”和“提示”与InputBox函数中对应的参数相同；、“按钮图标+缺省按钮+模式”是整型表达式，决定信息框按钮数目、出现在信息框上的图标类型及操作模式(见表4.1),4.2 顺序结构,按钮及图标值如下:,4.2 顺序结构,根据用户所选按钮，函数返回17的整数值，其含义表4.2,4.2 顺序结构,3、若程序中需要返回值，则使用函数，否则可调用过程。,4.2 顺序结构,用户可根据MsgBox函数的不同返回值，实现程序的控制流程，就必需通过编写程序代码才能实现。例如：i=MsgBox(发生错误，是否继续？,vbYesNo+vbQuestion,提示信息)If i=7 Then End 或写成 If i=vbNo Then End 当用户单击“否”，程序就结束，单击“是”或直接按回车键，程序则继续向下执行。,4.2.4 注释语句,其语法格式为：Rem 或 说明：1.指要包括的任何注释文本。在Rem关键字和注释内容之间要加一个空格。可以用一个英文单引号“”来代替Rem关键字。2.如果在其他语句行后面使用Rem关键字，必需用冒号(：)与语句隔开。若用英文单引号“”，则在其他语句行后面不必加冒号(：)。例如：Const PI=3.1415925 符号常量PIS=PI*r*r:Rem计算圆的面积,4.2 顺序结构,4.2.5 应用举例,例4.3 输入时间（小时，分和秒），然后使用输出消息框输出总计多少秒。使用文本框输入数据，使用消息框输出计算结果，程序运行界面如图所示。,4.2 顺序结构,4.2.5 应用举例,例4.4 编一程序，求一内半径R1=10cm，外半径R2=20cm的球环的体积。要求按四舍五入保留到小数点后4位。解：球的体积公式:,4.2 顺序结构,本题所求的球环面的体积公式:,选择结构是根据条件选择执行不同的分支语句，以完成问题的要求。在Visual Basic程序设计中，使用IF语句和Select Case语句来处理选择结构。其特点是：根据所给定的条件成立（True）或不成立（False），从各实际可能的不同分支中执行某一分支的相应操作（程序块），并且任何情况下总有“无论条件多寡，必择其一；虽然条件众多，仅选其一”的特性。,4.3 选择结构,1.IfThen语句(单分支结构)If Then 语句块 End If 或 If Then,例:已知两个数x和y，比较它们的大小，使得x大于y.If xy Then t=x:x=y:y=t End If 或 If xy Then t=x:x=y:y=t,4.3.1 If条件语句,2.IfThenElse语句(双分支结构)If Then Else End If If Then Else,双分支选择结构执行过程,4.3 选择结构,例如：输出x,y两个中值较大的一个值。IF XY Then Print X Else Print Y End If也可以写成如下的单行形式：IF XY Then Print X Else Print Y,4.3 选择结构,3.条件函数Iif()IIf函数可用来执行简单的条件判断操作，它相当于IFThen.Else结构。IIF函数的使用格式：IIF（，）说明：（1）与IF语句中的表达式相同，通常是关系表达式、逻辑表达式，也可为算术表达式。如果是算术表达式，其值按非0为True，0为False进行判断。（2）当为真时，函数返回的值，当为假时，函数返回的值。（3）、可以是任何表达式。例如：Max=IIF（XY,X,Y）它与下面语句等价：IF XY Then Max=x Else Max=Y,4.3 选择结构,4.IfThenElseIf语句(多分支结构)形式:If Then ElseIf Then Else 语句块 n+1 End If,执行过程,4.3 选择结构,例4.6：输入一学生成绩，评定其等级。方法是：90100分为“优秀”，8089分为“良好”，7079分为“中等”，6069分为“及格”，60分以为“不合格”,4.3 选择结构,使用IF语句实现的程序段如下：If x=90 then Print 优秀ElseIf x=80 Then Print 良好 ElseIf x=70 Then Print 中等 ElseIf x=60 Then Print 及格 Else Print 不及格End If,思考与讨论,4.3.2 Select Case语句（情况语句）形式：Select Case 变量或表达式Case 表达式列表1语句块1Case 表达式列表2语句块2Case Else语句块n+1End Select,数值型或字符串表达式,4.3 选择结构,说明：与同类型的下面四种形式之一：表达式 A+5 一组枚举表达式(用逗号分隔)2,4,6,8 表达式1 To 表达式2 60 to 100 Is关系运算符表达式 Is60,4.3 选择结构,例如：将例4.6 使用select case.语句来实现的程序段如下：Select Case x Case 90 to 100 Print 优秀 Case 80 to 89 Print 良好 Case 70 to 79 Print 中等 Case 60 to 69 Print 及格 Case Else Print 不及格End Select,4.3 选择结构,2.Choose函数Choose函数使用格式：Choose（，.）说明：Choose函数根据的值来决定返回其后中的那个表达式的值。如果的值为1，则返回的值，如果的值为2，则返回的值，以此类推。若的值小于1或大于n，则函数返回Null(空)。例如：根据Nop的值，得到+、-、*，/的运算符，可由理面语句来实现。Nop=Int（Rnd*4）+1OP=Choose（Nop,+,-,*,/）,4.3 选择结构,4.3.3 选择结构的嵌套下面是两种正确的嵌套形式：（1）IF Then.IF Then Else.End If.Else.IF Then.Else.End If.End IF,（2）IF Then.Select Case Case IF Then Else.End If Case.End Select.End IF,4.3 选择结构,注意：只能在一个分支内嵌套，不出现交叉。满足结构规则，其嵌套的形式将有很多种，嵌套层次也可以任意多。对于多层IF嵌套结构中，要特别注意IF与Else的配对关系，一个Else必须与IF配结，配对的原则是：else总是与离它最近、且尚未配对的if配对。在写含有多层嵌套的程序时，建议使用缩进对齐方式，这样容易阅读和维护。,4.3 选择结构,例4.7,设计一个用户身份验证程序，运行界面如下图所示。,4.3 选择结构,设密码分别为 1234567（普通用户）、1989643（授权用户）和1687799（特许用户），按回车键表示密码输入结束。如果输入密码正确，则用MsgBox对话框显示“你的口令正确,已通过身份验证”并显示用户类型；否则显示“密码不符，要重试一遍吗！”（有“是”和“否”两个按钮），当用户单击“是”则将焦点定位到文本框中、清除文本框中的内容并允许再输入一遍，如果单击“否”则退出程序。,4.4 循环结构 1.For循环语句(一般用于循环次数已知)形式：For 循环变量初值 to 终值 Step 步长 语句块Exit For 语句块 Next 循环变量,4.4 循环结构,循环次数,例:For I=2 To 13 Step 3 Print I,Next I Print“I=“,I,循环执行次数:输出I的值分别为:2 5 8 11 出了循环输出为:I=14,4.4 循环结构,Int(13-2)/3+1)=4,例4.8 编程计算：S=1+2+3+100,Dim S%,I%S=0 累加前变量S为0For I=1 to 100 S=S+INext IPrint S=,S,4.4 循环结构,形式1：（当型循环）Do While|Until 语句块 Exit Do 语句块 Loop,4.4.2 DoLoop循环语句,4.4 循环结构,形式2：(直到循环）Do 语句块 Exit Do 语句块Loop While|Until,4.4 循环结构,Do UntilLoop执行过程 DoLoop Until执行过程,4.4 循环结构,说明：（1）当使用While构成循环时，当条件为“真”，则反复执行循环体，当条件为“假”，则退出循环。（2）当使用Until 构成循环时，当条件为“假”，则反复执行循环体，直到条件成立，即为“真”时，则退出循环。,4.4 循环结构,（3）在循环体内一般应有一个专门用来改变条件表达式中变量的语句，以使随着循环的执行，条件趋于不成立（或成立），最后达到退出循环。（4）语句Exit Do的作用是退出它所在的循环结构，它只能用在DO/Loop结构中，并且常常是同选择结构一起出现在循环结构中，用来实现当满足某一条件时提前退出循环。,4.4 循环结构,Dim S As Integer,I As IntegerS=0 累加前变量S为0I=1 给控制循环的变量赋初值Do While I 100 S=S+I I=I+1LoopPrint S=;S,例4.9 改写程序计算：S=1+2+3+100,4.4.3 WhileWend语句使用格式如下：While Wend 说明：该语句的功能与Do While.Loop实现的循环完全相同。,4.4 循环结构,例4.10 求两个整数的最大公约数、最小公倍数,Dim n%,m%,nm%,r%m=Val(InputBox(m=)n=Val(InputBox(n=)nm=n*mIf m 0)m=n n=r r=m mod nLoopPrint 最大公约数=,n Print 最小公倍数=,nm/n,4.4 循环结构,4.4.4 循环的嵌套多重循环结构 如果在一个循环内完整地包含另一个循环结构，则称为多重循环，或循环嵌套。嵌套的层数可根据需要而定，嵌套一层称为二重循环，嵌套二层称为三重循环。前面介绍的几种循环控制结构可以相互嵌套。,4.4 循环结构,（1）For I=.For J=.Next J.Next I,（2）For I=.Do While/Until.Loop.Next I,（3）Do While.For J=.Next J.Loop,（4）Do While/Until.Do While/Until.Loop.Loop,4.4 循环结构,例如：打印九九乘法表.For i=1 To 9 For j=1 To 9 se=i Next j Picture1.Print Next i,4.4 循环结构,对于循环的嵌套，要注意以下事项：(1)内循环变量与外循环变量不能同名；(2)外循环必须完全包含内循环，不能交叉；(3)不能从循环体外转向循环体内，也不能从外循环转向内循环。,4.4 循环结构,For i=1 To 10 For j=1 To 20 Next i Next j,For i=1 To 10 For i=1 To 20 Next i Next i,下面是不正确的嵌套,4.4 循环结构,下面是正确的嵌套,4.4 循环结构,例4.11：将一张面值为100元的人民币等值换成100张5元、1元和0.5元的零钞，要求每种零钞不少于1张，问有哪几种组合？思考与讨论,4.4.5 几种循环语句比较,4.4 循环结构,4.4.6 循环结构与选择结构的嵌套,在循环结构中可以完整嵌套选择结构即整个选择结构都属于循环体。在选择结构中嵌套循环结构时，则要求整个循环结构必须完整嵌套在一个分支内，一个循环结构不允许出现在两个或两个以上的分支内。,4.4 循环结构,（1）For I=IF Then End IF Next I,（2）IF Then For I=Next I End IF,4.4 循环结构,（3）For I=IF Then Next I End IF,（4）For I=Select Case Case Case End Select Next I,（5）Select Case For I=Case Case Next I End Select,（6）IF Then For I=End IF Next I,4.5.1 Goto 语句 形式:Go To 标号|行号 作用是无条件地转移到标号或行号指定的那行语句。标号是一个字符序列,行号是一个数字序列。例如：Lp:goto Lp,4.5 其它控制语句,4.5.2 Exit 语句,Exit 语句用于退出 Do.Loop、For.Next、Function或Sub代码块。对应的使用格式为：Exit Do、Exit For、Exit Function、Exit Sub。分别表示退出DO循环、For循环、函数过程、子过程。,4.5 其它控制语句,Private Sub Form_Click()Dim I%,Num%Do While True 建立无穷循环。For I=1 To 100 循环 100 次。Num=Int(Rnd*100)生成一个099的随机数。Select Case Num Case 10:Exit For退出 For.Next 循环。Case 50:Exit Do 退出 Do.Loop 循环。Case 64:Exit Sub 退出子过程。End Select Next I LoopEnd Sub,4.5 其它控制语句,4.5.3 End 语句 形式：End 功能：结束一个程序的运行。在Visual Basic中还有多种形式的End语句，用于结束一个程序块或过程。其形式有：End IfEnd SelectEnd Type End WithEnd SubEnd Function等，它们与对应的语句配对使用。,4.5 其它控制语句,4.5.4 暂停语句 Stop语句用来暂停程序的执行，相当于在事件代码中设置断点。语法格式为：Stop说明：1.Stop语句的主要作用是把解释程序置为中断(Break)模式，以便对程序进行检查和调试。可以在程序的任何地方放置Stop语句，当执行Stop语句时，系统将自动打开立即窗口。2.与End语句不同。,4.5 其它控制语句,4.5.5 With.End With 语句 形式：With 对象名 语句块 End With 说明：With 语句可以对某个对象执行一系列的语句，而不用重复指出对象的名称。,4.5 其它控制语句,例如，需要对同一对象设置几个属性。途径之一是使用多条语句。Private Sub Form_Load()Command1.Caption=退出(E&xit)Command1.Top=500 Command1.Left=4500 Command1.Enabled=TrueEnd Sub,4.5 其它控制语句,使用With.End With 语句，程序的代码如下。Private Sub Form_Load()With Command1.Caption=退出(E&xit).Top=500.Left=4500.Enabled=True End WithEnd Sub,4.6 应用程序举例,4.6.1 累计求和、求乘积、计数等问题,此类问题都要使用循环，根据问题的要求，确定循环变量的初值、终值或结束条件及用来表示计数、和、阶乘的变量的初值。例4.12 编程序计算：当最后一项的绝对值小于0.000001时停止计算，输出其计算的结果及其计算了多少项。编程分析：这是用来求级数和的一类题目，这类题目一般要写成s=s+t（t为通项）这种形式。本题中相加的各项正负交替，第i+1项是第i项乘以1/(2*i)*(2*i+1)。程序编写如下：,4.6 应用程序举例,4.6.2 素数与哥德巴赫猜想,例4.14 判断一个给定的整数是否为素数。,算法思路：素数指除了能被1和自身外，不能被其他整数整除的自然数。判断整数N是不是素数的基本方法是：将N分别除以2，3，N-1，若都不能整除，则N为素数。因为N=Sqr(N)*Sqr(N)，所以，当N能被大于等于Sqr(N)的整数整除时，一定存在一个小于等于Sqr(N)的整数，使N能被它整除，因此只要判断N能否被2，3，Sqr(N)整除即可。算法流程图如下：,Dim N%,I%,K%N=Val(InputBox(N=？)K=Int(Sqr(N)For I=2 To K If N Mod I=0 Then Exit ForNext IIf IK Then Print N;是素数Else Print N;不是素数End If,4.6 应用程序举例,算法流程图,程序代码：,例4.15 编一程序验证哥德巴赫猜想：一个大于等于6的偶数可以表示为两个素数之和。例如：6=3+3 8=3+5 10=3+7,算法设计：设N为大于等于6的任一偶数，将其分解为N1和N2两个数，使用N1+N2=N，分别判断N1和N2是否为素数，若都是，则为一组解。若N1不是素数，就不必再检查N2是否素数。先从N1=3开始，直到N1=N/2为止。算法流程图如图4-29所示。将程序代码写到窗体的单击事件中。,实现上面算法的程序代码如下：,4.6 应用程序举例,Private Sub Form_Click()Dim N%,N1%,N2%,I%,K1%,K2%N=Val(InputBox(输入大于6的偶数)For N1=3 To N 2 Step 2 K1=Int(Sqr(N1)For I=2 To K1 判断N1是否是素数 If N1 Mod I=0 Then Exit For Next I If I K1 Then 如果N1为素数，将N分解为N1+N2 N2=N-N1 K2=Int(Sqr(N2)For I=2 To K2 判断N2是否是素数 If N2 Mod I=0 Then Exit For Next I If I K2 Then 如果N2也为素数，则打印输出 Print N&=&N1&+&N2 End If End If Next N1End Sub,4.6 应用程序举例,4.6.3 字符串处理,例4.15 统计文本框中英文单词的个数(设单词由空格、逗号、分号、感叹号、回车符、换行符作为单词之间的分隔符）。编程分析：用变量Last存放上一次取出的字符、Char存放当前所取出字符，变量nw累计单词数，从左边开始的第I个字符的位置用变量I存放、其初值为1。从文本（字符串）的左边开始，取出第I个字符值赋给Char，如果Char是英文字母，同时它的前一个字符Last是为单词分隔符，则表示当前的字母是新单词的开始，累计单词数。将Char值赋给Last、I自增1，重复第2、3步直到文本末尾。,4.6 应用程序举例,例4.16 字符的加密和解密加密算法是：将每个字母C加（或减）一序数K，即用它后的第K个字母代替，变换式公式：c=chr(Asc(c)+k)例如：设序数k为5，这时 A F，a f，B G 当加序数后的字母超过Z或z则 c=Chr(Asc(c)+k-26)例如：You are good Dtz fwj ltti解密算法：解密为加密的逆过程 将每个字母C减（或加）一序数K，即 c=chr(Asc(c)-k),例如：序数k为5，这时 ZU，zu，YT当加序数后的字母小于A或a则 c=Chr(Asc(c)-k+26),4.6 应用程序举例,迭代法在数学上也称“递推法”，凡是由一给定的初值，通过某一算法（公式）可求得新值，再由新值按照同样的算法又可求得另一个新值，这样经过有限次即可求得其解。,4.6.4 迭代法,例4.17 用迭代法求某个数的平方根。已知求平方根的迭代公式为：,4.6 应用程序举例,算法思想如下：设平方根的解为x，可假定一个初值x0=a/2(估计值)，根据迭代公式得到一个新的值x1，这个新值x1比初值x0更接近要求的值x；再以新值作为初值，即：x1x0，重新按原来的方法求x1，重复这一过程直到|x1-x0|(某一给定的精度)。此时可将x1作为问题的解。,程序代码见教材Pg.85,4.6 应用程序举例,本章小结,1本章介绍了结构化程序设计方法及其算法表示，这对初学程序设计的同学来说可能认识不到它的重性，其实算法是程序设计的灵魂，因为要编写一个好的程序，首先就要设计好的算法。即使一个简单程序，在编写时也要考虑先做什么，再做什么，最后做什么。2面向对象的程序设计并不是要抛弃结构化程序设计方法，而是站在比结构化程序设计更高、更抽象的层次上去解决问题。当它被分解为低级代码模块时，仍需要结构化编程的方法和技巧。程序都是由顺序结构、选择结构和循环结构3种结构的复杂组合。,本章作业,下面题直接做在教材上，下次上课前抽查 一、二、三、四题 编程题1，2、4、6、8题写在作业本上 上机完成实验1、2、4、6小题,