演算法与程式语言.ppt

《演算法与程式语言.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《演算法与程式语言.ppt（51页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、1,2,演算法與程式語言,高深、專業,難以親近,3,一、以電腦解決問題的方法,4,1、我們用電腦做什麼？,5,事先將事情交代給電腦(輸入電腦)，然後才讓電腦逐一完成，透過電腦的處理，便能達到解決問題的目的。,成績單,6,文書處理、播放影音動畫、玩遊戲等等，屬於應用層面的功能，即這些功能已經被設計好了。預測未來的天氣在數十萬人口資料中搜尋特定人物等等,7,為能指揮電腦解決這些問題，工程師得費心想出解決的方法，並轉換成電腦能懂的語言付諸實行。在電腦科學中將這個解決方法稱為演算法。,8,2、程式是什麼？,電腦可以為我們解決許多問題：功課表的製作、行事歷的安排、瀏覽網路到聲光效果的遊戲娛樂等這些並不是

2、將電腦零件裝好就能做到的！,9,10,電腦必須接受我們給予的命令(Commamd)，才能執行命令所交代的事情，而這些命令的集合，我們就稱之為【程式】(Program)。,11,電腦依據指令行事,12,人們交辦什麼電腦就執行什麼，因為電腦無法自己變更或更改程式，而程式執行的結果，則是早就被預期得到的。,13,3、什麼時候要寫程式？,遭遇問題,寫程式,14,為了特定的目的的時候。如：簡單的數學公式計算程式、企業內部管理程式等等。設計網頁互動程式的時候。如：動態網站、存取網站資料庫程式等等。自己需要的程式，市面上的套裝軟體沒有的時候。如：自己的CD唱片整理程式等等。,15,通常解決問題的程式，可能有

3、很多方法，並不侷限在單一的設計方法。,需求,程式,程式方法1,程式方法2,程式方法3,16,4、以電腦程式解決問題的過程,以往人們總以為記憶大量的程式語法、指令，然後再將程式一一輸入電腦才稱之為程式設計；其實，撰寫程式只是解決問題當中的一個步驟，程式只是扮演著工具的角色。,17,假設：要利用電腦記錄全班各年度的考試成績、通訊錄等資料。,18,利用電腦程式解決問題的過程,思考問題,設計演算法,b,撰寫程式,測試程式與除錯,d,撰寫程式文件,19,a.思考問題,台北,高雄,20,思考問題時要先預見問題，找出可能或即將發生的問題。,21,b.設計演算法,台北,高雄,22,確定問題需求與解決方案後，接

4、著便可以開始延伸擴展方案，設計解決問題的步驟。簡單問題只需幾步即可解決，較為複雜的就得利用結構及判斷來描述，例如：如果則等判斷語句，或是重複直到為止等重複語句。,23,c.撰寫程式,確定演算法無誤後，便可挑選一個比較合適此方案的程式語言，並依據演算法與步驟流程，逐一將單純的文字描述，轉化為電腦裡的程式。,24,10 整理行李20 搭車去火車站30 排除買票40 到月台搭車50 從火車去高雄,將演算法寫成看得懂的程式,25,d.測試程式與除錯(Debug),程式設計所需考慮的變因很多，即使演算法正確也不能保證程式在執行時一定不會出錯。因此測試時，除了找出程式中錯誤的語法外，還須能理出邏輯上發生的

5、錯誤。如：要輸入火車票價，卻意外多輸了一個0，那在計算票價時就會出錯。,26,e.撰寫程式文件,撰寫好程式的使用文件，或是注意事項，類似軟體使用手冊。這些文件除了可讓使用程式的人，知道此程式有哪些功能、使用方法外，還可以作為開發程式時的修改依據。與程式裡的註解不同，程式文件可視為程式開發歷程的說明與簡述。,27,1、思考問題,4、撰寫程式文件,2、設計演算法,5、測試程式與除錯,3、撰寫程式,28,二、演算法,電腦是依據安排好的步驟逐一執行，所以對其所下達的命令必須是電腦所了解的，而不能是：“給我列印課程表”、“計算學生成績總分”、“統計平均分數”等人類口語的命令。,29,利用電腦解決問題，必

6、須事先將問題拆解成許多關鍵的步驟，且分配其先後順序，將這些拆解出來的小步驟逐一完成後，問題便解決了，當中描述問題解決的方法，稱為【演算法】。,30,1、認識演算法,演算法(Algorithm)描述問題解決的方法問題：到唱片行購買一張歌手專輯，有什麼步驟？,31,進入唱片行,找到所要購買的專輯CD,拿到櫃台結賬,Step4,將CD防盜線圈消磁,離開唱片行,32,進入唱片行,找到所要購買的專輯CD,拿到櫃台結賬,Step5,將CD防盜線圈消磁,離開唱片行,33,進入唱片行,找到所要購買的專輯CD,拿到櫃台結賬,離開唱片行,Step3,將CD防盜線圈消磁,34,韋氏字典裡所解釋的“演算法”是這樣的：

7、在有限的步驟內解決數學問題的程序,35,演算法五項特徵,準確描述的輸入(Input)這些輸入必須有清楚的資料型別，而且提供使用者精確的描述與輸入。如求最小公倍數，就必須輸入兩個自然數。指令必須具有明確性及有效性每個步驟必須很明確地指出該如何動作，不能為節省空間而將原本需多步驟的動作一筆帶過。,36,正確性必須要能證明該演算法要吧正確地解決問題。有限性必須在有限的步驟內產生結果。結果的描述和輸出輸入正確的結果，以及輸出至何處。,37,2、演算法的表示,即是將解決問題的每一個步驟、重點，利用文字、圖形或是人們看得懂的語言表示出來。,c.虛擬碼法,b.流程圖法,a.文字描述法,38,a.文字描述法,

8、用人們的自然語言來描述直接。,39,例如：計算三角形的面積。Step1：輸入三角形的底、高的長度Step2：代入公式計算三角形的面積Step3：計算結果即為三角形的面積嚴格來講Step2不符合明確性，因它並未說明三角形面積要如何運算。,輸入三角形的底A和高B讓S(A*B)/2運算結果S即為三角形的面積,40,b.流程圖法,利用各種符號表示程式的動作，用帶箭頭的直線代表它們進行的順序。透過統一的標準圖形，使流程圖具有一的流通性。,41,42,範例：三人身高比比誰最高,開始,A高於B嗎？,A高於C嗎？,輸入三人身高A/B/C,輸出A最高,輸出C最高,輸出B最高,結束,B高於C嗎？,是,否,是,否,

9、否,是,43,以圖形表示的好處是圖形會比文字敘述更容易讓人理解和接受。,44,繪製流程圖的幾個基本原則：流程圖中必須使用標準符號，讓流程圖便於閱讀、分析與修改；文字須簡明扼要，且每個流程必須明確且確實可靠；方向應自上而下，自左而右；線條應避免太長或交叉。,45,c.虛擬碼法,用文字加程式語言來描述演算法的過程。,46,程式開始輸入 學生成績 若 學生成績60 印出及格否則 印出需要重修結束判斷程式結束,47,虛擬碼如同寫作一樣，但事實上是採用了程式語言的語法結構，同時省略其中細部的設定。,48,三、討論與實作,49,三、討論與實作,請試著設計一個簡單的販賣機演算法，該演算法的條件限制為：當投入3元時，將購得一瓶紅茶。,50,接受投幣,1,判斷投幣數目是否大於3元，如果小於則跳至第3步，如果等於則跳至第5步，如果大於則跳至第4步,2,退幣並結束,3,退還多余硬幣，並跳至第5步,4,售出一瓶紅茶並結束,5,51,開始,投入硬幣,退幣,是否小於3,是否等於3,售出一瓶紅茶,退還多於硬幣,結束,是,否,是,否,