第十一章 算法初步与框图
一、知识网络
第一节 算法与程序框图 ※知识回顾
1．算法的概念：算法通常是指按一定规则解决某一类问题的明确和有限的步骤． 2.程序框图又称流程图，是一种用程序框、流程线及文字说明来表示算法的图形. 3.程序框图的三种基本逻辑结构是顺序结构、条件结构、循环结构． 4.算法的描述方式有：自然语言、程序框图、程序语言．
5.算法的基本特征：①明确性：算法的每一步执行什么是明确的；②顺序性：算法的“前一步”是“后一步”的前提， “后一步”是“前一步”的继续；③有限性：算法必须在有限步内完成任务，不能无限制的持续进行；④通用性：算法应能解决某一类问题. ※典例精析
例1.如图所示是一个算法的程序框图，则该程序框图所表示的功能是
解析：首先要理解各程序框的含义,输入a,b,c 三个数之后,接着判断a,b 的大小,若b 小，则把b 赋给a,否则执行下一步，即判断a 与c 的大小，若c 小，则把c 赋给a, 否则执行下一步，这样输出的a 是a,b,c 三个数中的最小值.所以该程序框图所表示的功能是求a,b,c 三个数中的最小值.
评注: 求a,b,c 三个数中的最小值的算法设计也可以用下面程序框图来表示. 例2.下列程序框图表示的算法功能是（ ） （1）计算小于100的奇数的连乘积
（2）计算从1开始的连续奇数的连乘积
（3）计算从1开始的连续奇数的连乘积，当乘积大于100时，计算奇数的个数 （4）计算≥1×3×5××n 100成立时n 的最小值
解析：为了正确地理解程序框图表示的算法，可以将执行过程分解，分析每一步执行的结果.可以看出程序框图中含有当型的循环结构,故分析每一次循环的情况,列表如下: 第一次:13,5S
i =⨯=；
第二次:135,7S i =⨯⨯=；
第三次:1357,9S i =⨯⨯⨯=,此时100S <不成立,输出结果是7,程序框图表示的算法功能是求使≥1×3×5××n 100成立时n 的最小值. 选D.
算法初步
算法与程序框图
算法语句
算法案例
算法概念
框图的逻辑结构
输入语句
赋值语句
循环语句
条件语句 输出语句 顺序结构 循环结构 条件结构
评注:通过列表,我们能清楚了解程序的每一步中的各个变量是怎样变化的,这正是程序运行的本质所在.本题若要求编写求使
≥1×3×5××n 100成立时n 的最小值的程序框图或程序时,很容易弄错输出的结果，应注意.
例3.在音乐唱片超市里，每张唱片售价为25元，顾客如果购买5张以上（含5张）唱片，则按九折收费，如果购买10张以上（含10张）唱片，则按八折收费，请设计算法步骤并画出程序框图，要求输入张数x ，输出实际收费y(元).
分析:先写出y 与x 之间的函数关系式，有25(5)22.5(510)20(10)x x y x x x x <⎧⎪
=≤<⎨⎪≥⎩
，再利用条件结构画程序框图．
解： 算法步骤如下: 第一步，输入购买的张数x ,
第二步，判断
x 是否小于5，若是，计算25y x =；
否则，判断x 是否小于10，若是，计算22.5y x =；否则，计算
20y x =.
第三步，输出
y .
程序框图如下:
评注:凡必须先根据条件做出判断，然后再决定进行哪一个步骤的问题，在画程序框图时，必须引入判断框，采用条件结构设计算法.如果变量分三级(或以上)时,就需要用到条件结构的嵌套,不能忽视结果中“是”、“否”的书写，否则不知道执行哪一条路径.一般地,分n 段的分段函数,需要引入1n -个判断框.条件结构有以下两种基本类型.
例4.画出求22
2
111123100+
+++
的值的程序框图.
分析:这是一个有规律的数列求和问题,每次都进行了相同的运算,故应用循环结构进行算法设计.
解:程序框图如下:
(1)当型循环 (2)直到型循环
评注: (1) 解题关键是选择好计数变量i 和累加变量S 的初始值,并写出用i 表示的数列的通项公式是 ；
(2)循环结构主要用在一些有规律的重复计算的算法中,如累加求和,累乘求积等问题.在循环结构中,要注意根据条件,设计合理的计数变量、累加(积)变量以及它们的初始值等,特别要注意循环结构中条件的表述要恰当、精确，以免出现多一次或少一次循环. （3）循环结构分为两类：一类是当型循环结构，如下左图所示；另一类是直到型循环结构，如下右图所示.
27?
x = 否
是 输出X
1
i i =+
11?
i >
否
变式训练画出求2
22
111147
100+
+++
的值的程序框图.
解：程序框图如下:
例5.某工厂2005年的生产总值为200万元，技术改进后预计以后后每年的年生产总值都比上一年增长5%.设计一个程序框图，输出预期年生产总值超过300万元的最早年份及2005年到此年份之前(不包此年份)的年生产总值的和.
分析:本例可用循环结构来实现. (1) 确定“循环体”:设a 为某年的年生产总值,n 为年份,S 为年产值的总和,则循环体为 (2)初始化变量:n 的初始值为2005,a 的初始值为200,S 的初始值为0. (3)设定循环控制条件:300a > 解: 程序框图如下:
评注:本问题的关健是设计好循环体,注意S
S a =+与n 之间的对应关系.本题若将S S a =+放在1n n =+之后,则输出时
须重新赋值1n n =-，否则n 的值为超过300万的年份的下一年.本题也可用当型循环结构来表示.
变式训练：设计一个程序框图，求使1235000S n =⨯⨯⨯⨯>的最小n 的值，并输出此时S 的值. 解：程序框图如下：
※基础自测 一、选择题
1．下列说法正确的是（ ）
A ．算法就是某个问题的解题过程；
B ．算法执行后可以产生不同的结果；
C ．解决某一个具体问题算法不同结果不同；
D ．算法执行步骤的次数不可以很大，否则无法实施．
1．解析：选项A ，算法不能等同于解法；选项B ，例如：判断一个正整数是否为质数，结果为“是质数”和“不是质数”两种；选项C ，解决某一个具体问题算法不同结果应该相同，否则算法构造的有问题；选项D ，算法可以为很多次，但不可以无限次． 2、如图所示的程序框图中，则第3个输出的数是( ) A ．1 B.
32 C.2 D. 52
2.解析：前3个分别输出的数是1，
3
2
，2.故选C . ,0.05,1.
S S a a a a n n =+=+=+
