输入输出程序设计 PPT课件

<< y << endl << n << endl << m; }
浮点数输出最多6位有 效数字 .
输出：
1.23457e+006
12.3457
1234567
12
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控制浮点数精度的流操纵算子
程序设计实习
输入输出流和文件操作
.
1
输入输出流
流的概念模型 C++中与流操作相关的类及其继承关系 输入输出流对象: cin, cout, cerr, clog 输出流 输入流 无格式输入输出 流操纵算子 流格式状态
.
2
流的概念模型
流 - 可以看作一个无限长的二进制数字序列
~ 1 01 0 11 10 ~
输出结果：
10 a 10 12
.
17
控制浮点数精度的流操纵算子
precision, setprecision
precision是成员函数，其调用方式为： cout.precision(5);
setprecision 是流操作算子，其调用方式为： cout >> setprecision(5); // 可以连续输出
例如：读20个字节，写50个字节等；
.
6
缓冲区刷新
向输出流中写数据时，通常是先向缓冲区中写， 当缓冲区写满时，才真正向输出流写；也可以 通过函数在程序中主动将缓冲区内容写入输出 流。
.
7
C++中与流操作相关的类 及其继承关系
ios
istream
ostream
ifstream
iostream fstream
用read, write 进行指定字节数的输入输出 const int SIZE = 80; char buffer[SIZE]; cin.read(buffer, 20); cout.write(buffer, cin.gcount());

界面设计
提供简洁明了操作界面，方便用户管理学生 信息。
安全性考虑
确保系统数据安全，采取必要加密和备份措 施。
案例三：网络爬虫程序设计
爬虫目标
明确爬虫抓取目标网站及所需数据字段。
爬虫策略
选择合适爬虫框架，制定合理抓取策略及反反爬虫措施。
数据处理
对抓取到数据进行清洗、去重和格式化等处理。
数据存储
将处理后数据存储到数据库或文件中，方便后续分析使用。
通过设置断点，逐步执行程序，观察变量值变化， 找出错误位置。
日志调试
在程序中添加日志输出语句，记录程序执行过程 和关键数据，便于问题追踪。
调试工具
使用专业的调试工具，如GDB、Visual Studio等， 进行程序调试和错误排查。
程序性能评估指标
时间复杂度
评估程序执行时间随输入规模增长的趋势， 优化算法以降低时间复杂度。
案例四：机器学习算法实现
算法选择
根据实际问题需求选择合适机器学习算法。
数据准备
收集并整理训练数据集，进行必要预处理和 特征工程。
模型训练
使用选定算法对训练集进行训练，调整模型 参数优化性能。
模型评估
使用测试集对训练好模型进行评估，衡量其 泛化能力。
感谢您的观看
THANKS
函数式程序设计方法
1 2
函数作为一等公民 将函数视为程序中的基本单元，可作为参数传递、 返回值和赋值给变量。
高阶函数与Lambda表达式 支持将函数作为参数或返回值的函数，以及简洁 的匿名函数表示。
3
递归与迭代 利用函数递归调用实现复杂算法，或通过迭代方 式简化程序结构。
模块化与组件化技巧
模块化设计

Please input a and b: 123456↙ a=12, b=56, a+b = 68
30/44
输入数据的格式控制——例3.9
#include <stdio.h> main() {
int a, b;
12 34↙
scanf("%d %d", &a, &b); printf("a = %d, b = %d\n", a, b); }
%d decimal 以带符号十进制整数输出
%f float 以小数形式输出浮点数（6位小数）
%e exponent 以标准指数形式输出（6位小数）
%g
选用%f，%e中输出宽度较小的一种格式
%o octal 以八进制无符号整数输出（无前导0）
%x hex
以十六进制无符号整数输出（无前导0x）
%u unsigned 以十进制无符号整数输出
例:
printf("Value is:%10f", 32.6784728);
6 digits (default) Value is: 32.678473
10 个字符长度
19/44
printf 函数 – 浮点数输出
例:
printf("Value is:%10.5f", 32.6784);
5 digits Value is: 32.67840
break
do~while() return
变量定义语句
int a, b, c; 表达式语句
c = a + b; 函数调用语句
printf("Hello World!"); 复合语句 空语句

程序中的输入输出都是通过操作系统进行 的 ➢“流”是一个传输通道，数据可以从运行 环境流入程序中，或从程序流至运行环境
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10.1.1 什么是文件
➢从C程序的观点来看，无论程序一次读写 一个字符，或一行文字，或一个指定的数 据区，作为输入输出的各种文件或设备都 是统一以逻辑数据流的方式出现的。Ｃ语 言把文件看作是一个字符（或字节）的序 列。一个输入输出流就是一个字符流或字 节(内容为二进制数据)流。
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10.1.3 文件的分类
ASCII形式
00110001 00110000 00110000 00110000 00110000
（1） （0） （0） （0） （0）
二进制形式
00000000 00000000 00100111 00010000
（10000）
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10.1.4 文件缓冲区
的temp子目录下面
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10.1.2 文件名
➢文件路径表示文文件件在名外部存储设备中的位 置。如：
D: \CC\temp\file1.dat 表示file1.dat文件存放在D盘中的CC目录下
的temp子目录下面
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10.1.2 文件名
➢文件路径表示文命 识件名 符在规 的外则 命部遵 名存循 规储标 则设备中的位 置。如：
➢“文件”指存储在外部介质上数据的集合
一批数据是以文件的形式存放在外部介质上的 操作系统是以文件为单位对数据进行管理 想找存放在外部介质上的数据，先按文件名找
到所指定的文件，然后再从该文件读数据 要向外部介质上存储数据也必须先建立一个文
件（以文件名作为标志），才能向它输出数据

第7章 输入输出流
第7章 输入输出流
(2)返回流是否处于正常状态 :int fail() const; 该函数返回failbit状态，以判断流操作是否失败。failbit表 示发生流格式错误，但缓冲区中的字符没有丢失。这种错误通常 是可以修复的。 (3)判断流是否正常 int good（）const; int operator void *（）； 上述两个函数的功能相似，如果eofbit、failbit和badbit全 部都没有被置位[即均为 0，读写正常（即符合读取和写入的类 型)，没有文件末尾]，则返回1 (true),否则返回0 (false)。
第7章 输入输出流
C++程序设计
第7章 输入输出流
第7章 输入输出流
流类简介 标准流对象 控制 I/O 格式 调用cout的成员函数 调用cin的成员函数
本章内容
第7章 输入输出流
第一节 流类简介
常考知识点： C++流的基本概念 iostream中流类库的基本概念 主要头文件的基本功能 提取运算符>>的使用 插入运算符<<的使用
(1)返回流是否结束： int eof() const; 函数返回eofbit的值。当文本文件结束时，在输入流中会 自动设置eofbit。在应用程序中可以用eof( )函数测试是否到达 文件尾，当文件操作结束遇到文件尾时，函数返回1;否则返回0。 在标准输入流cin中，可以通过按下〈Ctrl+Z〉组合键表示 输入流的结束。
第7章 输入输出流
（3）设置和返回输出宽度 int width(int nw); 该函数将下一个输出项的显示宽度设置为nw。如果nw大于 数据所需宽度，则在没有特别指示时数据采用右对齐方式。如果 nw小于数据所需宽度，则nw无效，数据以默认格式输出。函数 width()的设置没有持续性，输出一项数据后自动恢复为系统默 认设置。

哈希查找
通过哈希函数将元素的关键字转 换为数组的索引，然后在对应位 置进行查找。时间复杂度为O(1)。
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选择排序
每次从未排序序列中选出最小 （或最大）元素，放到已排序
序列的末尾。时间复杂度为 O(n^2)。
插入排序
将未排序元素插入到已排序序 列中的适当位置，以达到排序 的目的。时间复杂度为O(n^2)。
常见排序算法实现原理及性能比较
快速排序
采用分治策略，通过一趟排序将待排序序列分割成独立的两部分，其中一部分的所有元素都比另一部分的 所有元素小，然后再对这两部分继续进行排序。时间复杂度为O(nlogn)。
示例1
使用fprintf()和fscanf()函数实现 文件的读写操作。
示例2
使用fgetc()和fputc()函数实现文 件的字符读写操作。
示例3
使用fgets()和fputs()函数实现文 件的字符串读写操作。
示例4
使用fread()和fwrite()函数实现 文件的数据块读写操作。
数据存储格式选择（如：文本、二进制）
01
文本格式
02
二进制格式
03
选择依据
将数据以字符形式存储，便于查看和编 辑，但占用空间较大。
将数据以二进制形式存储，占用空间较 小，读写效率高，但不便于直接查看和 编辑。
根据实际需求选择数据存储格式，如需 要频繁读写大量数据且对存储空间有要 求时，可以选择二进制格式；如需要方 便查看和编辑数据时，可以选择文本格 式。
算法概念及评价标准
算法概念
为解决特定问题而规定的一系列操作步骤，具有有穷性、确定性、可行性、输 入和输出五个基本特性。
评价标准

输入输出设备是计算机系统的重要的组成部分， 输入输出设备是计算机系统的重要的组成部分， 没有输入输出设备， 没有输入输出设备，计算机就得不到要解决问题的 初始信息，处理的结果信息也不可能被送出， 初始信息，处理的结果信息也不可能被送出，这样 的计算机不能完成任何工作。 的计算机不能完成任何工作。 计算机系统是通过硬件接口（ 计算机系统是通过硬件接口（或控制器 ）以及 硬件接口 输出输出程序对外部设备实现处理和控制的 对外部设备实现处理和控制的。 输出输出程序对外部设备实现处理和控制的。而汇 编语言能直接控制硬件， 编语言能直接控制硬件，因此就成为编写输入输出 程序的最有效的语言。 程序的最有效的语言。
I/O接口编址方式 I/O接口编址方式 统一编址：存储器（内存） I/O端口的编址占 （1）统一编址：存储器（内存）与I/O端口的编址占 用同一个地址空间。 用同一个地址空间。特点是所有对内存操作的指令 I/O端口同样有效 指令丰富， 端口同样有效， 对 I/O 端口同样有效 ， 指令丰富 ， 但会损失一部分 的内存空间。 的内存空间。 独立编址：内存与I/O端口对应不同的地址空间。 I/O端口对应不同的地址空间 （2）独立编址：内存与I/O端口对应不同的地址空间。 I/O端口操作的 I/O端口有专门的指令 缺点是对I/O 端口有专门的指令。 对I/O端口有专门的指令。缺点是对I/O端口操作的 指令不及统一编址时丰富（例如，8086/8088中对 指令不及统一编址时丰富（例如，8086/8088中对 I/O端口就只有最基本的输入输出指令），但能最 I/O端口就只有最基本的输入输出指令），但能最 端口就只有最基本的输入输出指令）， 大程度地满足存储空间的寻址范围。 大程度地满足存储空间的寻址范围。
I/O设备的数据传送方式 8.1 I/O设备的数据传送方式

ABS(x)
^
幂运算
SQR(x)
>= LOG(x)
<=
<>
\
取商
MOD
取余数
功能 |x|
注意事项
Inx
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写出下列语句描述的算法的输出结果
(1) a=5 (2) b=3 (3) c=(a+b)/2 (4) d=c^2 (5) PRINT “d=”; d
(2) a=10 b=20
c=30 a=b b=c c=a
INPUT 变量
…
INPUT “提示内容”；变量1，变量…2，变量3，
INPUT 变量1，变量2，变量3，
输出语句 PRINT 的常用方法： PRINT “提示内容”；表达式
PRINT 表达式
…
PRINT “提示内容”；表达式1，表达式 ，表达式3,
PRINT 表达式1，表达式2，表达式3,
PRINT “提示内容”
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课外思考题： 编制程序 1.设计一个算法，使得任意输入的2个整数按从大到小的顺序输 出,要求：只能用一个输出步骤。
2 、画出用二分法求方程
的近似根(精确度为0.005)
的程序框图，并指出哪些部分构成顺序结构、条件结构和循环结构？
算法：
20
开始
输入 ①
①
是 否 否
是
否
是 输出m
结束
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说明： ①又称键盘输入语句，在程序运行过程中，停机等候用户由键盘输入数 据，而不需要在写程序时指定.②“提示内容”和它后面的“；”可以省略.③一个语 句可以给多个变量赋值，中间用“ ，”分割.④无计算功能.⑤用户由键盘输入的数 据必须是常量，输入多个数据时用“ ，”分割，且个数要与变量的个数相同. 6

04
数组与字符串应用举例
数组在解决实际问题中的应用 （如排序问题、查找问题等）
字符串在解决实际问题中的应 用（如文本处理、密码学等）
数组与字符串的综合应用（如 数据结构中的栈、队列等）
经典算法的实现（如二分查找 、快速排序等）
05 函数与模块化程序设计
函数定义与调用
01
02
03
函数定义
使用def关键字定义函数 ，指定函数名、参数列表 和函数体。
使用Python、Java等语 言进行开发，利用数据库 存储数据，采用GUI或 Web界面与用户交互。
案例分析
通过具体案例讲解系统设 计的整个过程，包括需求 分析、系统设计、编码实 现、测试维护等。
案例二：图书管理系统设计
系统功能
图书的借阅、归还、查询以及管理员对图书的增删改查等功能。
设计思路
采用分层架构设计，分为数据访问层、业务逻辑层和表示层，实现模 块化开发。
模块化优点
提高代码可重用性、可维护性和可扩展性。
模块间通信
通过函数调用和参数传递实现模块间通信和 数据共享。
06 文件操作
文件打开与关闭
打开文件
使用系统提供的文件操作函数或类库 ，指定文件路径和打开模式（如只读 、只写、读写等），建立与文件的连 接。
关闭文件
在完成对文件的操作后，需要调用关 闭文件的函数或方法，以释放系统资 源并确保数据被正确写入文件。
能够运用所学知识解决实 际问题的能力
程序设计概述
程序设计的定义和重要性
程序设计中的核心概念和 术语
程序设计的基本步骤和流 程
程序设计的发展趋势和未 来展望
程序设计语言简介
程序设计语言的分类和特点

§8.2 程序直接控制I/O方式
§8.2 程序直接控制I/O方式
在例8.2打印字符的程序中，使用TEST指令对状 态寄存器（I/O端口379h）的第7位进行测试，如 果第7位为0，表示打印机处于忙状态，这时， CPU不能送出打印数据，所以程序再次循环测试， 一直等到第7位变为1，表明打印机空闲，程序才 7 1 从数据区取出一个字符送到打印机的数据寄存器， 并由控制寄存器发出一个选通信号（端口37AH的 0位），控制打印机将这个字符打印输出。 这种CPU与外部设备交换信息的方式称为查询方 式或等待方式。
I/O 通 道
硬盘适配器 游戏接口 并行打印机接口LPT2 并行打印机接口 串行通信接口COM2 串行通信接口 并行打印机接口LPT1 并行打印机接口 SDLC通信接口 通信接口 BSC通信接口 通信接口 单色显示/打印机适配器 单色显示 打印机适配器 彩色图形适配器CGA 彩色图形适配器 软盘适配器 串行通信接口COM1 串行通信接口
§8.3 中断传送方式
为调试程序设置的中断
单步中断 断点中断
§8.3 中断传送方式
§8.2 程序直接控制I/O方式
对8086及其后继机型的微处理机，所有I/O端口 与CPU之间的通信都由输入输出指令IN和OUT 来完成。IN指令将信息从I/O输入到CPU，OUT 指令将信息从CPU输出到I/O端口，因此，IN和 OUT指令都要指出I/O端口地址。微处理机分配 给外部设备最多有64K个端口，其中前256个端 口（0~FFH）称为固定端口，可以直接在指令中 指定。当端口地址超过8位（≥256），称为可变 端口，它必须先送到DX寄存器，然后再用IN或 OUT指令传送信息。
§8.2 程序直接控制I/O方式
例8.2打印字符程序PRT_CHAR

int read()： int read(char b[])： int read(char b[], int off, int len)： void close(): long skip(long numBytes):
2． Writer流以字符为单位顺序地写文件，每次调用write方法 就顺序地向目的地写入内容。 Writer类有如下常用的方法。
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例10-1 例10-1
Example10_1.java
page 177
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§10.1.2 目录
1．创建目录 public boolean mkdir() 2．列出目录中的文件
public String[] list() 用字符串形式返回目录下的全部文件。 ◆ public File [] listFiles() 用File对象形式返回目录下的全部文件。 ◆ public String[] list(FilenameFilter obj) 用字符串形式返回目录 下的指定类型的所有文件。 ◆ public File [] listFiles(FilenameFilter obj) 用File对象形式返回 目录下的指定类型所有文件。 上述两方法的参数 FilenameFilter是一个接口， 该接口有一个
◆
方法：
public boolean accept(File dir,String name);
例10-2
Example10_2.java , FileAccept.java
2019/4/7
8
§10.1.3 文件的创建与删除 当使用File类创建一个文件对象后，例如
File file=new File("c:\\myletter","letter.txt"); ◆ 如果 c:\myletter 目录中没有名字为 letter.txt 文件 , 文件对 象file调用方法 public boolean createNewFile();可以在 c:\myletter目录中建立一个名字为letter.txt的