当前位置：文档之家 › 程序设计方法学 第二章 程序设计的基本理论

程序设计方法学 第二章 程序设计的基本理论

  • 格式：ppt
  • 大小：790.00 KB
  • 文档页数：55

下载文档原格式

  / 55

合集下载

程序设计基础复习知识点整理

程序设计基础复习知识点整理

程序设计基础复习知识点整理1.编程语言概述-什么是编程语言-常见的编程语言种类及特点-编程语言的发展历史2.程序的基本概念-程序的定义与作用-程序的编写过程-程序的执行过程-程序的调试与测试3.数据类型-基本数据类型的定义与特点-引用数据类型的定义与特点-数据类型的转换与操作4.变量与常量-变量的定义与声明-变量的赋值与引用-常量的定义与使用5.运算符与表达式-算术运算符的使用与优先级-逻辑运算符的使用与优先级-赋值运算符的使用与优先级-表达式的求值与结果6.控制流程-顺序结构的控制-分支结构的控制-循环结构的控制-控制流程的嵌套与组合7.函数与模块-函数的定义与调用-函数的参数与返回值-模块的定义与使用-模块的分割与合并8.数组与字符串-数组的定义与使用-数组的遍历与操作-字符串的定义与使用-字符串的比较与操作9.文件与输入输出-文件的打开与关闭-文件的读取与写入-输入输出的基本操作-输入输出的格式控制10.错误处理与异常-错误处理的基本思路-异常的定义与抛出-异常的捕捉与处理-异常处理的原则与注意事项以上是程序设计基础的复习知识点的整理，下面补充详细内容。

1.编程语言概述-编程语言是一种用于描述计算机程序的形式化语言，用于指导计算机执行特定任务。

- 常见的编程语言种类包括C、C++、Java、Python、JavaScript等，每种编程语言有其自身的特点和用途。

-编程语言的发展经历了机器语言、汇编语言、高级语言等阶段，不断提高程序的可读性、可维护性和可移植性。

2.程序的基本概念-程序是一系列指令的集合，描述了完成项任务所需的计算机操作。

-程序的编写过程包括问题分析、算法设计、代码实现、调试和测试等步骤。

-程序的执行过程包括输入数据、处理数据和输出结果等步骤。

-程序的调试与测试是发现和修复错误的过程，包括逐行调试、运行时错误报告和测试用例编写等方法。

3.数据类型-基本数据类型用于存储简单的数据，如整数、浮点数、字符和布尔值等。

程序设计的基本方法

程序设计的基本方法

第2章程序设计的基本方法对于初学者来说，写出一个满足题目要求的程序并不是一件简单的事情。

明明已经了解和掌握了C语言中各种语句的语法和语义以及C程序的基本结构，对题目的要求似乎也都清楚，但就是不知道怎样写出一个满足题目要求的程序：或者是程序运行所产生的结果不对，或者是程序一运行就崩溃，或者有时感觉根本就无从下手。

出现这种情况是很正常的。

编程是用程序设计语言描述一种可以让计算机准确执行的计算过程，以期完成所需的计算。

这里涉及内容和表达两个方面。

所谓内容就是要有明确的解决问题的思路和方案，所谓表达就是使用程序设计语言对问题的解决方案，包括计算的过程和步骤、所采用的算法和数据结构等，进行准确的描述。

大部分初学者在程序设计的学习过程中首先把注意力集中在对程序设计语言本身的学习上，需要了解和掌握程序设计语言的基本要素、熟记各种关键字和各种语句的语法、含意和基本使用方法，因此还没有足够的时间和精力去学习和掌握使用这些语句去编写程序的方法和技巧，更难以关注如何从任务的要求入手，构思一个合理的解决方案，以及如何准确有效地实现这一方案，保证所完成的程序正确可靠地运行。

这是学习过程中的一个必然阶段，就好像人们首先要学习和掌握写字和造句，然后才能练习写文章一样。

但是，如果注意掌握正确的学习方法，在学习程序设计语言的同时注意学习程序设计的方法和对程序设计语言的运用，则可以收到事半功倍的效果。

和学习写作需要掌握遣词造句、布局谋篇、起承转合相类似，学习程序设计也要掌握一些专门的方法。

与使用自然语言写作相比，程序设计语言的词汇和语法都要简单得多，写程序的方法和步骤也更加规范和易于掌握。

因此，经过一定的学习和练习，编写符合题目要求的程序将不再是一件很困难的事情。

2.1 程序设计的基本过程和解决任何其他问题一样，在进行程序设计时，需要首先明确的是需要解决的问题和已知的条件。

只有在这两者都明确的情况下，才有可能找到从出发点通向目标的正确道路。

C语言程序设计(谭浩强版)第二章

C语言程序设计(谭浩强版)第二章
奇妙的输出结果。并且，处理出错的方法
不应是中断程序的执行，而应是返回一个
表示错误或错误性质的值，以便在更高的
抽象层次上进行处理。
算法设计的原则
4．高效率与低存储量需求
通常，效率指的是算法执行时间； 存储量指的是算法执行过程中所需 的最大存储空间， 两者都与问题的规模有关。
算法设计的原则
算法的时间复杂度
第二章 程序的灵魂——算法
2.1 算法的概念 2.2 算法的简单举例
2.3 算法的特性 2.4 怎样表示一个算法 2.5 结构化程序设计方法
算法的概念
计算机应用： 提取数学模型—设计算法— 编程—测试—应用
程序设计=数据结构+算法
数据结构：对数据的描述 算法：对操作的描述 除此之外程序设计还包括：程序设计方法， 和程序设计语言
怎样表示一个算法
例4的伪代码表示法如下 开始 读入整数n 置sum的初值为0 置k的初值为1 执行下面的操作： 如果k为奇数，置item=1/k 如果k为偶数，置item=-1/k sum=sum+item 直到k>n 打印sum的值 结束
算法设计的原则
算法设计的原则
设计算法时，通常应考虑达到以下目标： 1.正确性 2.可读性 3.健壮性 4.高效率与低存储量需求
从算法中选取一种对于所研究的问题 来说是 基本操作 的原操作，以该基 本操作 在算法中重复执行的次数 作 为算法运行时间的衡量准则。
结构化程序设计方法
采用结构化算法写成的计算机程序是结构 化程序。要编写出结构化程序，经常采用 的方法是结构化程序设计方法。这种方法 的基本思路是： 把给定的问题按层次（纵方向）、分阶段 （横方向）分解为一系列易于编程解决的 小问题，然后对应着这些分解的小问题， 设计结构化的算法，最后采用语言将算法 描述出来。这样一种程序设计方法就是结 构化程序设计方法。

程序设计语言与程序设计方法ppt课件

程序设计语言与程序设计方法ppt课件

建模
采用UML等建模工具，对系统进 行可视化建模，包括类图、时序 图、用例图等，以便于理解和沟 通。
设计
根据需求和模型，进行系统架构 设计、数据库设计、界面设计等 ，制定详细的设计文档。
编码、测试与调试阶段方法论
编码
采用合适的编程语言和开发工具，按照设计 文档进行编码实现，注意代码风格和注释规 范。
功能强大
Python语言内置了丰富的库和模块，支持多种编程任务。
Python语言特点与应用领域
• 跨平台性：Python语言可以在多种操作系统上运 行，具有良好的跨平台性。
Python语言特点与应用领域
01
Web开发
Python语言在Web开发领域有 广泛应用，如Django、Flask等 框架。
2
定期召开项目会议，分享进展和遇到的问题
3
使用团队协作工具，提高沟通效率和协作效果
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
结构化控制结构
使用顺序、选择和循环三种基本控制结构，简化 程序逻辑。
面向对象程序设计方法
类与对象
通过定义类来封装数据和操作，创建对象来实现具体功能。
继承与多态
利用继承实现代码重用，通过多态实现灵活的程序设计。
封装与信息隐藏
将数据与操作封装在类中，隐藏内部实现细节，提高程序安全性 。
敏捷开发方法与DevOps理念
01
03 02
成功项目案例剖析及经验借鉴
高质量的代码编写和测试 经验借鉴 重视团队建设和沟通协作能力的培养
成功项目案例剖析及经验借鉴
制定详细的项目计划和时间表，确保 按时交付
注重代码质量和测试，提高系统的稳 定性和可靠性

程序设计基础

程序设计基础

第二章程序设计基础2.1程序设计方法与风格程序设计是一门艺术，需要相应的理论、技术、方法和工具来支持。

就程序设计方法和技术的发展而言，主要经过了结构化程序设计和面向对象程序设计阶段。

除了好的程序设计方法和技术外，程序设计风格也是很重要的。

因为程序设计风格会深刻地影响软件的质量和可维护性，良好的程序设计风格可以使程序结构清晰合理，使程序代码便于维护，因此程序设计风格对保证程序的质量是很重要的。

一般来说，程序设计风格是指编写程序时所表现出的特点、习惯和逻辑思路。

程序是由人来编写的，为了测试和维护程序，往往还要阅读和跟踪程序，因此程序设计的风格总体而言应该强调简单和清晰，程序必须是可理解的。

可以认为，著名的“清晰第一，效率第二”的论点已成为当今主导程序设计风格。

要形成良好的程序设计风格，主要应注重和考虑下述一些因素。

1、源程序文档化源程序文档化应考虑如下几点：(1)符号名的命名：符号名的命名应具有一定实际意义，以便于对程序功能的理解。

(2)程序注释：正确的注释能够帮助读者理解程序。

注释一般包括序言性注释和功能性注释。

序言性注释通常位于每个程序的开头部分，它给出程序的整体说明，主要描述内容包括：程序标题、程序功能说明、主要算法、接口说明、程序位置、开发简历、程序设计者、复审者、复审日期、修改日期等。

功能性注释的位置一般嵌在源程序体之中，主要描述其后的语句或程序做什么。

(3)视觉组织：为使程序的结构一目了然，可以在程序中利用空格、空行、缩进等技巧使程序层次清晰。

2、数据说明的方法在编写程序时，需要注意数据说明的风格，以便使程序中的数据说明更易于理解和维护。

一般应注意以下几点：(1)数据说明的次序规范化。

鉴于程序理解、阅读和维护的需要，使数据说明次序固定，可以使数据的属性容易查找，也有利于测试、排错和维护。

(2)说明语句中变量安排有序化。

当一个说明语句说明多个变量时，变量按字母顺序排列为好。

(3)使用注释来说明复杂数据的结构。

《程序设计基础》PPT课件

《程序设计基础》PPT课件

• 数值型 货币型比较 • 日期型和日期时间型比较 • 逻辑型比较 • 子串包含测试 • 例题2.9
设置字符的排序次序
• Machine 大写小于小写 • Pinyin 大写大于小写 • Stroke 按照笔画算 • Set collate to ”<pinyin|machine|stroke>”
例题2.1 ?'计算机','123',[数据],['ABC'"abc"] ??"学习",'字符串'," ",[表示方法]
4．日期型常量（Data）
• 日期型数据是存储和表示年、月、日等日 期的数据类型，其内部存储格式为 “yyyy/mm/dd”，其中yyyy代表年份， mm代表月份，dd代表日子，共占8个字符。 年份的取值范围为：100至9999；月份的取 值范围为：1至12；日子的取值范围随年份 和月份的不同而不同，最大范围为：1至31。
STORE <表达式> TO <变量名表> 其中变量名表是用逗号“，”分开的多个变量名。与 等号赋值命令不同的是一条store命令可以同时给多个 变量赋相同的值。
• 功能注释见书本
例如为a，b，c赋相同的值34，需输入命令： store 34 to a,b,c
数组
• 数组是内存中连续的一片区域，它由一系 列元素组成，每个数组元素可通过数组名 及相应的下表来访问
数据类型及其存储方式
6．日期时间型（DateTime） 日期时间型数据用于存储日期和时间值。日期时间型数据存储格式为 “yyyymmdd hhmmss”，其中yyyy表示年，mm（第一个）表示月，dd表示 日，hh表示小时，mm（第二个）表示分钟，ss表示秒（必须为整数）。日 期时间型可以表示一个日期值，也可以表示一个时间值，或者表示一个日 期时间值。日期时间型数据与日期型数据一样在内存中用8个字节存储。 7．双精度型（Double） 双精度型数据是指精度要求较高的数据，或真正的浮点数。双精度型数 据占用8个字节存储空间，取值范围为0.904 656 458 412 47×10 324～ ±0.988 456 743 115×10307。 8．整数型（Integer） 整数型数据用于存取不包含小数部分的数值。整数型数值不用转换成 ASCII字符来存 储，而数值型数据是要进行二进制转换的。整数型占用4个 字节，取值范围为 2 147 483 647～2 147 483 646。

一、程序设计基本知识

1.1 程序与程序语言1.2.1 程序与程序语言1.计算机语言什么是计算机语言？为什么要使用计算机语言？过去，一提到语言这个词，人们自然想到的是像英语、汉语等这样的自然语言，因为它是人和人相互交流信息不可缺少的工具。

而今天，计算机遍布了我们生活的每一个角落，除了人和人之间的相互交流之外，我们必须和计算机交流。

用什么样的方式和计算机做最直接的交流呢？人们自然想到的是最古老也最方便的方式--语言。

人和人交流用的是双方都能听懂和读懂的自然语言，同样，人和计算机交流也要用人和计算机都容易接受和理解的语言，这就是计算机语言。

人们用自然语言讲述和书写，目的是给另外的人传播信息。

同样，我们使用计算机语言把我们的意图表达给计算机，目的是使用计算机。

计算机语言是根据计算机的特点而编制的，它没有自然语言那么丰富多样，而只是有限规则的集合，所以它简单易学。

但是，也正因为它是根据机器的特点编制的，所以交流中无法意会和言传，而更多地表现了说一不二，表现了"规则"的严谨。

例如该是"；"的地方不能写成"."，该写"a"的地方不能写成"A"，这使得人和计算机的交流在一开始会有些不习惯。

不过，只要认识到计算机语言的特点，注意学习方法，把必须的严谨和恰当的灵活相结合，一切都会得心应手。

2.程序我们知道，计算机是一种具有内部存储能力的自动、高效的电子设备，它最本质的使命就是执行指令所规定的操作。

如果我们需要计算机完成什么工作，只要将其步骤用诸条指令的形式描述出来，并把这些指令存放在计算机的内部存储器中，需要结果时就向计算机发出一个简单的命令，计算机就会自动逐条顺序执行操作，全部指令执行完就得到了预期的结果。

这种可以被连续执行的一条条指令的集合称为计算机的程序。

也就是说，程序是计算机指令的序列，编制程序的工作就是为计算机安排指令序列。

但是，我们知道，指令是二进制编码，用它编制程序既难记忆，又难掌握，所以，计算机工作者就研制出了各种计算机能够懂得、人们又方便使用的计算机语言，程序就是用计算机语言来编写的。

计算机科学与技术专业选修课程

计算机科学与技术专业选修课程《程序设计方法学》选课介绍课程英文名称：Programming Methodology是否是双语课程：否教师：杨宗源办公地址：闵行校区信息楼319室办公电话：54345109Email：yzyuan@课程内容介绍：讲授程序设计方法学的地位和重要性；程序控制结构构成的基本原理、基本成份；数据类型、数据抽象、抽象数据类型对程序设计及程序设计语言的影响及重要性；程序正确性证明的基本方法；形式化软件开发的基本原理和典型方法；并行程序设计基本概念,并行程序设计的基本方法.教材：教材：无参考书目：1. 《程序设计方法学》胡正国国防工业出版社2. 《程序设计方法学基础》陈火旺湖南科学技术出版社3. 《程序设计方法学》仲萃豪吉林大学出版社4. 《程序设计方法学教程》张幸儿南京大学出版社5. 《现代软件工程》周之英科学出版社6. 《形式语义学基础与形式说明》屈延文科学出版社7. 《The Science of Programming》Gries, D.8. 《Communicating Sequential Processos》Hoare,C.A.R9. 《Programming from Specification》Carroll Morgan10. 《对象技术导论》冯玉琳科学出版社先修课程：计算机科学技术专业本科的主干课程. 教学实施：课堂讲授讲课大纲：第一章．综述1.程序设计方法学发展与回顾2.若干有争议问题的讨论第二章．程序的基本结构1.Proper程序和Prime程序2.复合程序3结构定理.4.递归结构定理第三章．程序的数据结构1.类型与类型系统程序2.程序设计语言中的数据类型3.抽象与抽象数据类型4.面向对象方法5.面向方面编程第四章．程序的正确性证明1.程序规范与程序的正确性定义2.部分正确性证明方法3.完全正确性证明方法4.最弱前置谓词第五章．程序的形式推导方法1.面向目标的程序推导方法2.不变式推导方法第六章．程序设计的形式化方法1.概述2.基于代数方法的规范语言– OBJ3.基于模型方法的规范语言– VDM第七章．并行程序设计方法1.基本概念2.并行系统3. 并行程序设计语言4.通讯顺序进程(CSP)上课时间：上课时间：每周3节考核方式：笔试（闭卷） 100%可选学生人数：20人其他说明：本课程是硕士研究生的学位基础课。

程序设计的基本概念


TSINGHUA UNIVERSITY
■
程序设计的基本概念
结构化程序设计
数据结构、程序流程控制、函数与算法、程序组织
面向对象程序设计
对象：行为与属性的集合 类与对象、对象构造、继承与派生
范型编程
标准模板库：迭代器、容器、抽象算法
TSINGHUA UNIVERSITY

TSINGHUA UNIVERSITY
■
程序设计的基本概念 算 法
问题的求解方法与步骤
不允许存在二义性
算法设计过程是逐步求精的
常使用流程图描述算法
TSINGHUA UNIVERSITY
■
程序设计的基本概念 数据与数据结构
数据：程序操作的对象
数据结构：数据对象之间的相互关系及构造方法 与算法关系密切，良好的数据结构可使算法更简单， 恰当的算法可使数据结构更易理解
■
程序设计的基本概念 程 序
一系列遵循一定规则并能正确完成特定功能的代码或 指令序列 通常包括数据结构与算法两部分
TSINGHUA UNIVERSITY
■
程序设计的基本概念 程序设计与程序设计语言
程序设计：按照任务需要，设计数据结构与算法，编写代码并 测试其正确性，得到正确运行结果的过程 程序设计方法学：程序设计应遵循一定的方法与原则，养成良 好的编程风格 程序设计语言：编写程序代码的规范，具有特定的语法规则、 意义与使用环境

第二章 程序设计与程序结构


(a)
(b)
2.3 流程图及程序例子
例1 求5!即t=1×2×3×4×5。 流程图如右图所示。
/*c语言程序代码*/
#include <stdio.h> main( ) {int i，t; t=1; i=2; do {t=t*i; i=i+1; } while(i<=5); printf("%d"，t); }
简单算法的举例
例1 求1×2×3×4×5。 可以用最原始的方法进行。 步骤1： 先求1×2，得到结果2。 步骤2： 将步骤1得到的乘积2再乘以3，得到结果6。 步骤3： 将6再乘以4，得24。 步骤4： 将24再乘以5，得120。这就是最后的结果。
当求1000！时，求解过程过于麻烦，是不是一种通用的表示方法呢？？
c 语言程序结构的特点
通过以上两个程序，可以归纳一下c 语言程序结构的特 点： 可以用/*……*/对C程序中的任何部分作注释。一个好的、 有使用价值的源程序都应当加上必要的注释，以增加程序 的可读性。在编译过程中将被忽略。 有一行命令： #include “stdio.h” 其中的 “stdio.h”是c语言提供的一个头文件，在其中定 义了多个函数。当后面的程序要调用一些已经定义过的库 函数，如printf()、scanf()时，就要先用include命令对包 含被调用函数的头文件（如：stdio.h）进行预定义说明。
例2 打印出5个学生中成绩高于80分者的学号和成绩。
/*源程序代码*/ #include <stdio.h> main() { float a[5]; int i=1,j=1; printf("录入学生成绩:\n"); while(i<=5){ scanf("%f",&a[i]); i++; } while(i<=5){ if(a[i]>=80) printf("成绩大于80分的学生学号:%d,成绩:%f\n",i,a[i]); i++; } }
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

(7)PAD图面向高级语言。
PAD也设置了五种基本控制结构的图式，并允许 递归使用。
A P B (a) 顺序结构 (b) 选择结构 B A
WHILE P (c) WHILE 型循环结构 P1 A1 P2 A2 P= … Pn An
S
UNT IL P
S
(d) UNT IL 型循环结构
(f) 语句标号
6
2．确定性
算法中每一条指令必须有确切的含义，无二义性，即对于 相同的输入只能得出相同的输出
3．可行性
算法中描述的操作都可以通过已经实现的基本运算执行有 限次来实现。
4．输入
一个算法有0个或多个的输入，这些输入取自于某个特定 的对象的集合。
5．输出
一个算法有一个或多个的输出。
7
2.1.3 算法的分析
(5)盒图没有箭头，不可以随意转移控制，不允许违背 程序设计的原则。
N-S图中五种基本控制结构由五种图形构 件表示。
第一个任务 第二个任务 第三个任务 (a) 顺序结构 循环条件 DO_WHILE 部分 DO_UNTIL 部分 循环条件 (e) 调用子程序 A A F ELSE 部分 条件 THEN 部分 T 值1 Case 条件 值2 … 值n Casen 部分 Case1 Case2 部分 部分 (c) 多分支结构

数据：是描述客观事件的数据、字符 以及所有能输入到计算机中并被计算机程 序处理的符号的集合。
数据元素：是数据的基本单位。有时 一个数据元素可以由若干个数据项组成， 在这种情况下，常把数据元素称为记录。 数据项是具有独立含义的最小单位。
42

数据的逻辑结构用来描述数据元素之间存在的某 种特定关系，通常分为线性结构和非线性结构。 （1）线性结构 线性结构的逻辑特征是：在数据元素的非空有 限集合中，有且仅有一个开始结点，它没有前驱结 点，只有一个后继结点；有且仅有一个终端结点， 它没有后继结点，只有一个前驱结点；除开始结点 和终端结点外，集合中的每个结点有且只有一个前 驱结点，有且只有一个后继结点。线性表、栈、队 列和字符串均属于线性结构。
一个流程图通常由7种图形符号组成。
20
常 用 程 序 流 程 图 符 号
21
流程图的符号组成
1. 处理单元（Process Box），也称函数结点， 只有一个入口和一个出口线，F是函数结 点的名称，函数结点一般和赋值语句对应。
F
22
流程图的符号组成
2. 判断单元（Decision Box），也称谓词结点， 有一个入口和两个出口线，且谓词结点不改变 变量的值（只作判断，不做计算），一般对应 条件语句。
14
2.2
算法描述工具
常用算法的描述工具：自然语言、PDL、 程序流程图和N-S图 2.2.1 自然语言 所谓“自然语言”就是日常生活中使 用的语言，如汉语、英语或数学表达式等。
15
用自然语言描述下列算法。 【例】某商店为了促销，采用购物打折 的优惠办法：每位顾客一次购物100元以 下，没有折扣；100元到200元之间，按九 五折优惠；200元以上，按九折优惠。 假设每位顾客的购物花费用x表示，计算 折扣后用t表示实收的费用，算法的自然 语言描述如下所示：
数据的存储结构一般由下面4种基本的存
储方式体现。
48
（1）顺序存储方法
顺序存储方法是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置上相邻的存 储单元里。 顺序存储结构通常借用程序语言的数组来描述。 （2）链式存储结构 链式存储方法不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻。链 式存储结构通常借助于程序语言的指针类型来实现。 （3）索引存储方法 索引存储方法通常是在存储结点信息的同时，还建立附加的索引 表。 （4）散列存储方法 散列存储方法的基本思想是根据结点的关键字直接计算出该结点 的存储地址
9
一般用算法中所有语句的频度之和来
表示一个算法所需要的时间。语句的频度 （Frequency Count）是指该语句重复执行
的次数。
10
【例】下面是两个n×n矩阵相乘的算法。
#define n 5
MatrixMlt(float a[n][n],float b[n][n],float c[n][n]) { int i,j,k; (1) for(i=0;i<n;i++) (2) for(j=0;j<n;j++) { (3) c[i][j]=0; (4) } }
(b) 选择结构
(d) 循环结构
N-S图的嵌套定义形式
【例】判断自然数n（n>1）是否为素数
判 素 数 的 N-S 图
35
盒图的优缺点：
优点:所有的程序结构均用方框来表示，程序结构清晰。只 能表达结构化的程序逻辑，遵守结构化程序设计的规定。 缺点：当程序内嵌套的层数增多时，内层的方框将越来越小 ，从而增加绘图的难度，并使图形的清晰性受影响。
=2 n3+3 n2+2n+1
13
算法中的执行时间是问题规模n的某个 函数f (n)，算法的时间度量记作：
T (n)= O ( f (n) )
它表示随问题规模n的增大，算法执行 时间的增长率和f (n)的增长率相同，称作算 法的渐近时间复杂度，简称时间复杂度。
两个矩阵相乘算法的时间量级是 T (n)=O(n3)
(g) 定义 (e) 多分支结构
PAD图实例
开始
输入A(1)到A(10)的值
☻ 清晰地反映了程序的层次结构。 ☻ 支持逐步求精的设计方法。 ☻ 易读易写，使用方便。
置初值：n=10
sort
☻ 支持结构化的程序设计原理。 ☻ 可自动生成程序。
输出A(1)到A(10)的值
结束
j= i+ 1,max=A （i） WHILE j≤n WHILE i≤n-1 j=j+1 39
1．算法评价
一个好的算法应达到以下目标：
（1）正确性。 （2）可读性。 （3）健壮性。 （4）效率。 其中算法的效率包括时间效率和空间效率。
8
2．算法分析
一个程序在计算机上运行时所耗费的时间 取决于下列因素。 （1）问题的规模。 （2）依据算法选用的策略。 （3）书写程序的语言。 （4）机器执行指令的速度。 （5）对源程序编译的时间。
Max<A (j)
i=1 sort
B=max max=A（j） A （j） =B
A（i） =max , i= i+ 1
课堂练习：
以“在一组数中求最大数”的详细设计为例，分别
用PAD图、N—S图来描述它的软件实现过程。为了简
化，三张图可全部省略程序开始处的输入语句和结束处
的输出语句。
2.3 数据结构的基本概念
为问题所涉及的数据特性进行分析并选择合适的
数据结构
选用适当的程序设计方法，提高程序设计质量
选用优质的软件工具，实现程序编码和测试
3
2.1 算 法
2.1.1 算法的概念
【例】交换两个变量a，b中的值。 交换的步骤如下： Step 1：输入变量a和b的值； Step 2：将a的值赋给t（用 ta 表示）； Step 3：将b的值赋给a（用 ab 表示）； Step 4：将t的值赋给b（用 bt 表示）； Step 5：输出变量a和b的值; Step 6：结束。
18
【例】用PDL语言描述“数组中求最大数”的 问题
Input array A MAX=A(1) DO for I=2 to N IF MAX < A(I) set MAX = A(I) ENDIF ENDDO Print MAX
19
2.2.3程序流程图
程序流程图也称程序框图，是用一种 标准的图形助记符表示编程思路的辅助手 段，是一个描述程序的控制流程和指令执 行情况的有向图 .
程序设计方法学
湖北工业大学计算机学院 lancyzl@ 赵 岚
1
第二章 程序设计的 基本理论
学习重点：
1、了解算法的基本概念和计算机算法的特性
2、掌握常用算法描述工具 3、了解数据结构的基本概念 4、掌握常用数据结构类型
2
一般地说，程序设计通常要涉及下面几方面
的内容：
为待解决的问题确定正确的解题方法和步骤
43
线性结构的基本关系图如下图所示
线性结构的基本关系图
44
（2）非线性结构
非线性结构的逻辑特征是一个结点可能 有多个直接前驱和直接后继。树和图属于非 线性结构。 非线性结构的基本关系图如下所示：
45
树形结构的基本关系图
46
图状结构的基本关系图
47
数据的存储结构又称数据的物理结构， 它是数据逻辑结构在计算机存储器中的 实现，即数据及其关系在计算机中的物 理表示，是依赖于计算机的。
16
（1）输入顾客的消费金额x
（2）如果x<100，则t=x
（3）如果100≤x<2200≤x，则t=x*0.9
17
2.2.2 过程设计语言PDL（伪代码）
PDL也称为伪码，是用正文形式表示数据和
处理过程的工具。
PDL具有严格的关键字外部语法，用于定义 控制结构和数据结构；另一方面，PDL表示实际 操作和条件的内部语法通常又是灵活自由的， 以便可以适应各种工程项目的需要。
处理单元到另外一个处理单元，表示程序的运 行方向。
5.开始单元（Start Box） 表示为长圆形的符号及 其引出线，表示一个算 法流程图的逻辑起始点。
25
流程图的符号组成
一般而言，一个程序的流程图主要由函数结点、谓词 结点、汇点组成，如下图：
g
q
p
h 26
程序流程图的优缺点 ：程序流程图又称为程序框图
11
for(k=0;k<n;k++)