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算法与程序设计基础PPT课件

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计算机算法与程序设计PPT课件

计算机算法与程序设计PPT课件
Bellman-Ford算法
适用于有负权边的有向图，通过对所有边进行松弛操作，逐步更新 起点到其它顶点的距离。
最小生成树问题求解方法
Prim算法
适用于无向连通图，通过贪心策略每次选择连接已选顶点和未选顶点中权值最小 的边，逐步构建最小生成树。
Kruskal算法
适用于无向连通图，通过并查集数据结构维护图的连通性，每次选择权值最小的 边加入最小生成树，并保证不形成环。
栈
后进先出（LIFO）的数据结构，支 持压栈和弹栈操作
03
02
链表
非连续内存空间，通过指针连接元 素，插入和删除操作较为方便
队列
先进先出（FIFO）的数据结构，支 持入队和出队操作
04
树和图数据结构简介
树
具有层次结构的数据结构，包括二叉树、红黑树等，用于表示具有父子关系的 数据
图
由节点和边组成的数据结构，用于表示复杂的关系网络，如社交网络、交通网 络等
评估算法执行过程中所需额外空间的数量级，也常 用大O表示法。
评估方法
最坏情况分析、平均情况分析、最好情况分 析等。
02
程序设计基础
编程语言选择与特点
1 2
高级语言与低级语言
解释型与编译型语言的区别，如Python、Java 与C、C等。
面向对象与面向过程
如Java、C与C语言的编程范式对比。
3
动态类型与静态类型
计算机算法与程序设 计PPT课件
目录
• 计算机算法概述 • 程序设计基础 • 基本数据结构及其应用 • 排序与查找算法研究 • 图论相关算法探讨 • 动态规划思想在程序设计中的应用 • 计算机算法与程序设计实践案例分析
01
计算机算法概述

浙教版信息技术选修1算法与程序设计课件(共26张ppt)

浙教版信息技术选修1算法与程序设计课件(共26张ppt)

N
流程图表示
用流程图表示算法
流程框图形符号功能
WORD绘制流程图工具
用程序设计语言VB表示算法
Private Sub Command1_Click()
Dim a As Long, b As Long, n As Long
n = Val(Text1.Text)
‘输入整数N
b = Int(Sqr(n)) + 1
《算法与程序设计》教学体会
方案一：基本按教材顺序进行教学，将第二章中 的排序和查找调整至第五章一起学习；
方案二：先第一章，再第三、四章内容，最后将 第二章与第五章内容结合在一起学习；
方案三：先第一章，第三章内容，再第五章内容， 将第二章、第四章内容结合在一起学习；
《算法与程序设计》教学体会
二、教学设计建议 1.强调“理解”算法，而非“设计”算法：
自然语言、流程图、高级语言等； • 算法的三种基本结构
顺序、选择和循环；
N
算法的表示方法
例:判断一个整数N是否为素数?
算法分析:对从2～ 之间的整数逐一进行判断，判 断是否为整数Ｎ的因子。如果一个也不存在，则 整数Ｎ就是素数，否则就是合数。因为根据合数 的条件可以知道，整数Ｎ可以分解因子A×B，则 Ａ，Ｂ中必有一个满足条件小于等于 。
学生技能的二大现状 简单操作型：属普及型，人数多，入门易； 编程型：属提高型，人数少，掌握难；
“理解”（或讲解）算法时要考虑的几个主要问题：
1）要让学生明白“本算法是怎样的一回事情” ①考虑学生的可接受性 ②原则：通俗易懂，由浅入深，由简到繁，由具体到一般
2）要能从逻辑上帮助学生分析推断出本算法的正确性。 3）要让多数学生能乐意、轻松地接受你的这种“理解”方式。

《算法与程序设计》课件

《算法与程序设计》课件

栈与队列
总结词：空间需求
详细描述：栈空间需求较小，只需存储当前 元素。队列空间需求较大，需存储所有元素
。
二叉树与图论算法
总结词：层级结构
详细描述：二叉树是一种层级结构， 每个节点最多有两个子节点（左子节 点和右子节点）。图论算法涉及图的 结构和性质，节点和边是基本元素。
二叉树与图论算法
总结词：遍历方式
总结词：空间效率
详细描述：数组连续存储，空间利用率较高。链表节点可能存在大量空闲空间，空间利用率较低。
栈与队列
总结词：先进后
总结词：先进后
栈与队列
总结词：应用场景
VS
详细描述：栈常用于实现函数调用、 深度优先搜索等操作。队列常用于实 现任务调度、缓冲区处理等操作。
栈与队列
总结词：性能特点
详细描述：栈操作速度快，时间复杂度为O(1)。队列操作速度慢，因为需要移动 大量元素，时间复杂度为O(n)。
总结词
复杂度分析
详细描述
二叉树和图论算法的时间复杂度和空间复杂度分析取决于具体算法和应用场景。在某些情况下，二叉树和图论 算法的时间复杂度和空间复杂度可能较高。
04
算法设计与优化
分治策略
01
分治策略
将一个复杂的问题分解为两个或更多的相同或相似的子问题，直到最后
子问题可以简单的直接求解，原问题的解即子问题的解的合并。
02
合并排序
采用分治策略的经典算法，将数组分为两半，分别对两半进行排序，最
后合并两个有序的半部分。
03
快速排序
利用分治策略的排序算法，选择一个基准元素，重新排列数组，使得基
准元素左侧都比它小，右侧都比它大，然后递归地对左右两侧进行快速

算法与程序设计课件

算法与程序设计课件
2.Inputbox（）函数应用
例2：编程求半径为r=6的圆的面积
r=val (inputbox(“r=”,”输入半 ) 径”) s=3.14*r*r print “圆的面积s=”；s
提问：例2与例1相比，好在哪？
四、顺序结构应用
1.已知长方体的长、宽、高，编开始程求 长方体的全面积和体积。 输入长a
该函数返回值的是字符串类型
三、输入函数
2.Inputbox（）函数应用
例1：编程求半径为r=6的圆的面积
r=6 s=3.14*r*r print “圆的面积s=”；s
提问：如果圆的半径为8，15，30分别计算圆的面积， 上述程序段如何修改？ 提问：如果计算任意半径圆的面积，上述程序如何修改？
三、输入函数
→先计算，后输出计算值； 结果为 8 结果为 x=8
二、Print语句
4.输出项的间隔符：
输出内容可以是一个或多个。如果是多个输出内容，
则各输出内容之间可以用逗号或分号分隔
（1）分号：则后面一个输出内容紧跟前一个输出（紧凑格） Print "早安"; "中国" 结果为 早安中国
（2）逗号，则按照分区(14个字符位置)格式输出（分区格）
Y=x3*100+x2*10+x1
计算个位数x3 Y=x3*100+x2*10+x1 输出x的反向数y
结束四、顺序结构应用Fra bibliotek2.从键盘上输入一个三位数，然后将它 反向输出。如输入456，输出应为654。
X=val(inputbox（“x=”，“输入”）) X1=x\100 X2=(x-x1*100)\10 X3=x-x1*100-x2*10 Y=x3*100+x2*10+x1 Print “三位数”；x；“的反向数为”；y

算法和程序设计60页PPT

算法和程序设计60页PPT

举例
解题关键
►没有什么难度，关键是以下两点： ►1、掌握赋值覆盖的特点 ►2、草稿纸上细致的书写赋值经过
►2、PROGRAM EXAM1; ►VAR ► X,Y:BYTE; ►BEGIN ► READLN(X,Y); ► IF X>Y THEN WRITELN(X-Y) ELSE
WRITELN(Y-X); ►END. ►输入：24 36 ►输出：
►1、pascal编程基础 ►2、完善程序 ►3、算法专题
1、PASCAL编程基础知识
► 1、常量、变量 ► 2、数据类型（integer、real、byte、boolean、
char） ► 3、常用系统函数和运算符（trunc,mod,div） ► 4、三种基本程序结构、复合语句 ► For循环、while循环、repeat循环、循环嵌套以及配
总结算法基础上的求解
►1、第一次外循环结束时，i为1，s为1；以 而a[k]是原来1基础上加上k-1所得值，所以程 序实际在累加：
►1＋2＋3＋…＋10＝55
► 8、program test3; ► const ► n1=4;n2=5; ► var ► max,s,i,j,k,t:integer; ► a:array[1..n1,1..n2] of integer; ► begin ► for i:=1 to n1 do ► begin ► for j:=1 to n2 do read(a[i,j]); ► readln; ► end; ► s:=0; ► for j:=1 to n2 do ► begin ► max:=0; ► for i:=1 to n1 do ► if max<a[i,j] then max:=a[i,j]; ► s:=s+max; ► end; ► writeln(s); ► end.

《算法与程序设计之》课件

《算法与程序设计之》课件

调试技巧
使用调试工具、设置断点、单 步执行等技巧来定位和解决错
误。
程序设计的最佳实践
代码规范
遵循统一的代码规范，提高代 码可读性和可维护性。
模块化设计
将程序划分为独立的模块，降 低代码耦合度，提高可扩展性 。
异常处理
合理处理异常情况，避免程序 崩溃或产生不可预期的结果。
注释与文档
为代码添加注释和文档，方便 他人理解代码和维护。
THANKS
感谢观看
快速排序
也是一种使用分治法的排序算法。通 过选择一个基准元素，并将数组分为 两部分，一部分小于基准元素，另一 部分大于基准元素，然后对这两部分 递归地进行快速排序。
CHAPTER
05
程序设计实践
程序设计的实际应用
数据分析
利用程序设计对大量数 据进行处理、分析和可 视化，为决策提供支持
。
网站开发
网站的前端和后端功能 实现，包括用户界面设
《算法与程序设计之》 ppt课件
CONTENTS
目录
• 算法基础 • 程序设计基础 • 数据结构 • 算法实现 • 程序设计实践
CHAPTER
01
算法基础
算法的定义与特性
总结词：描述算法的基本概念和特性 详细描述
算法是一组明确的、可重复的指令集合，用于解决特定问题或完成特定任务。
算法的定义与特性
哈希查找
通过哈希函数将关键字直接转换成要 访问的地址进行查找的方法。
分治算法的实现
归并排序
采用分治法的典型应用，将大问题分 解为小问题，然后递归解决这些小问 题，最后将小问题的解决方案合并以 解决原始的大问题。
二分搜索
也称折半搜索，是一种在有序数组中 查找某一特定元素的搜索算法。搜索 过程从数组的中间元素开始，如果中 间元素正好是目标值，则搜索过程结 束；如果目标值大于或小于中间元素 ，则在数组大于或小于中间元素的那 一半中查找，而且同样从中间元素开 始比较。如果在某一步骤数组为空， 则代表找不到目标值。

大学计算机基础之算法与程序设计基础教学课件

大学计算机基础之算法与程序设计基础教学课件

计算机执行的操作，也是程序设计的最终结果。
程序设计应该包括两个方面的内容:
程序设计＝算法＋数据结构
• 算法：为解决某个问题而采取的方法和步骤的描述。 • 数据结构：对程序中数据的描述。 程序设计的一般过程:
分析问题 建立数据模型 确定数据结构和算法 编写程序 运行和调试程序
2. 程序的特性
并可以反复运行。
编译方式执行速度快，但修改源程序后必须重新编译。 大多数高级语言都采用编译方式。
（2）编译方式
编译方式的工作过程示意图： 数据
目标程序
高级语言 源程序 编译 程序 编译阶段 机器语言 目标程序 + 运行子程序 执行阶段 运行 结果
生成机器语言目标程序的编译方式
6.2 算法基础
6.2.1 算法的概念与特征
• 目的性 程序有明确的编写目的，运行时完成赋予它的功能。 • 分步性 程序由一系列计算机可执行的步骤组成，执行这些步骤可以 完成其复杂的功能。 • 有序性 程序的执行步骤是有序的，必须严格按其执行顺序执行，不 可随意改变。 • 有限性 程序是有限的指令序列，所包含的步骤是有限的。 • 操作性 有意义的程序能对某些对象进行操作，使其改变状态，完成 其功能。
（1）变量、运算符、表达式 变量：程序中定义的、存储参与运算的数据和中间结果的单元 运算符：程序中规定的进行各种运算的描述符号。 如 +、-、*、/、<=、== 表达式：程序中由常量、变量、函数和运算符组成的式子。 如 c=2*3.14*r （2）数据类型 基本数据类型：如整型、实型、字符型等。 复合数据类型：由基本类型组成，如数组、结构体、文件等。 (3) 程序的控制结构 顺序结构、选择结构、循环结构
大学计算机基础

第二章_算法和计算机程序基础-PPT课件

第二章_算法和计算机程序基础-PPT课件
汇编语言和机器语言都属于低级语言，其特点是 与特定的机器有关，工作效率高，但与人们思考 问题和描述问题的方法相距甚远，使用繁琐、费 时，易出差错。
3. 高级语言
高级语言是为克服低级语言的缺点和不足而设
计的计算机语言，其优点是接近于人类熟悉的自
然语言和数学语言，更接近于要解决的问题的表
示方法，而且用高级语言编写的程序具有易懂、
（1）分析问题
首先根据问题的具体要求进行需求分析、对现有的信息加 以整理，然后在分析的基础上，将实际问题抽象化，建 立相应的数学模型并确定解决方案。
（2）设计算法
算法是研究如何写出符合计算机特点、能让计算机执行并 能为我们产生正确计算结果的解题步骤。每一个计算机 程序都是由相应的算法转化过来的。 根据建立数学模型和确定的方案，详细规划解决问题的步 骤。若是简单问题，绘制流程图既可，如是比较复杂的 问题则采用伪代码或其他算法描述。(见2.2.2 算法的表 示)
பைடு நூலகம்
它的语法规则，这样编写出来的程序才能被计
算机所接受、运行，并产生预期的结果。
2.1.1 程序设计语言
从计算机问世至今的60多年中，程序设计语
言与计算机共同诞生、共同发展，经历了从机器
语言、汇编语言到高级语言的发展历程。
1. 机器语言
机器语言是早期的计算机语言，也是计算机 唯一能够识别的计算机语言。机器语言是由“0”
【例2.1】编写一个程序，任意输入一个圆半径，求 出相应的圆面积。
一、首先分析问题确定解题方法与相应的公式 二、 确定算法 求传统流程图表示的求圆 面积的算法 从键盘输入圆的面积R 计算圆面积为 3.14159 × R2 输出圆面积计算结果
用自然语言写出的求圆面积的 算法： 第一步：从键盘输入圆面积R； 第二步：计算圆面积，算式为 3.14159 × R2 第三步：输出圆面积计算结果。

算法与程序设计ppt课件

算法与程序设计ppt课件

算法特性
确定性、可行性、有穷性、 输入项、输出项。
算法与程序的区别
算法是解决问题的思路和 方法，而程序是算法的具 体实现。
算法分类及应用领域
基本算法
排序、查找、数值计算等。
数据结构算法
线性表、树、图等数据结 构上的操作算法。
图论算法
最短路径、最小生成树、 拓扑排序等。
算法分类及应用领域
动态规划算法
插入操作
线性表及其操作实现
删除操作 查找操作
遍历操作
线性表及其操作实现
线性表的操作实现 基于数组的线性表实现 基于链表的线性表实现
栈、队列及其应用举例
01
栈的基本概念与操作
02
栈的定义与特性
栈的基本操作（入栈、出栈、栈顶元素等）
03
栈、队列及其应用举例
队列的基本概念与操作
1
队列的定义与特性
2
分支限界法的原理
输标02入题
广度优先或最小耗费优先的方式搜索问题的解空间树。
01
通过设置目标函数的界来控制搜索进程。
03
04
在分支结点上，当所有子节点已被探寻完，或该结点 下的子节点的解不能达到目标函数的界时，回溯到上 一层结点选择其它结点进行探寻。
回溯法与分支限界法比较
回溯法
找出所有解或满足特定条件的解。
滚动数组
通过循环数组实现空间优化，降 低空间复杂度。
记忆化搜索
将已经计算过的子问题的答案记 录下来，避免重复计算，提高时 间效率。
四边形不等式优化
对于满足四边形不等式性质的问 题，可以利用此性质优化动态规
划的过程，降低时间复杂度。
06
贪心策略在程序设计 中的应用

第一讲 算法与程序设计PPT课件

第一讲 算法与程序设计PPT课件
25
参考算法一：
①将3毫升的量杯装满 ②将3毫升量杯中的水注入5毫升量杯 ③将3毫升的量杯装满 ④将3毫升量杯中的水注入5毫升量杯，注满后3毫升量杯中剩余1毫升水。
返回
.
26
参考算法二：
①将5毫升的量杯装满 ②将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余2毫升水 ③将3毫升量杯倒空 ④将5毫升量杯中剩余的2毫升注入3毫升量杯 ⑤将5毫升量杯装满 ⑥将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余4毫升水 ⑦将3毫升量杯倒空 ⑧将5毫升量杯中的水注入3毫升量杯，注满后5毫升量杯中剩余1毫升水
算法与程序设计
一、算法及其描述方法
.
1
第一节 算法与程序
.
2
.
3
.
4
.
5
.
6
计 硬件系统
算
机 系
软件系统
系统软件
统
应用软件
★软件的重要组成部分是：程序 想一想：什么是程序？
.
7
什么是程序
计算机的任何动作都是在执行人给它的指令。 人们针对某一需要而为计算机编制的指令序列称 为程序 。
程序指示计算机如何去解决问题或完成任务 的一组可执行的指令。
.
11
一个完整的算法有三个部分：输入、处理、输出。
.
12
算法与程序的关系是什么呢？
算法是程序的灵魂，是解决问题的步骤。程序代 码只是实现的手段。
.
13
例题：
某学校要进行学生电脑编程竞赛，竞赛将评出10名获奖 者，分为一、二、三等奖。奖项设置一等奖获得人数要 少于二等奖人数，二等奖人数要少于三等奖人数。问一 二三等奖人数各为多少？
返回
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⑵选择结构
选择结构或称分支结构，条件结构。此结构中必包含一个判断
框，根据给定的条件P是否成立来进行选择。若P成立，则执行A框
Ｃ 中的操作，否则，执行B框中的操作。
编
⑶循环结构
循环结构又称重复结构，有两种：当型循环、直到型循环。
程
技
术
11
用流程图表示例3.2：
Ｃ 编 程 技 术
12
[本节]
3.2.3 N-S结构流程图
地位。正如著名的计算机科学家沃思（Nikiklaus Wirth）所指出的
如下公式：
程序=数据结构+算
法
4
【例3.1】求1+2+3+4+…+100=?
算法1
步骤1：1+2=3
步骤2：3+3=6
步骤3：6+4=10
…
Ｃ
步骤99：4950+100=5050
编
算法2 步骤1：0+100=100
程
步骤2：1+99=100
一个方法要成为我们可以在程序设计中所使用的算法，需要具备
如下特征：
1.有穷性
一个算法要在有限的步骤内解决问题（这里所说的步骤是指计算
Ｃ 机执行步骤）。计算机程序不能无限地运行下去（甚至不能长时间
编 地运行下去），所以一个无限执行的方法不能成为程序设计中的
程
“算法”。 例如，求某一自然数N的阶乘：n!=1*2*3*…*n
④ 如果t≤m，返回第②步重新执行。如果t>m，则不再返回②，
而停止循环，此时s中的值就是m!，输出s。
9
[本节]
3.2.2 流程图
流程图表示法就是用各种图框表示各种操作。这种表示法的优
点是 直观易于理 解 。流程图 表示法是美 国国家标准 化协会 ANSI
（Amreican National Standard Institute）规定的。一些常用的流程
技
这是一个算法。因为对任何一个自然数而言，无论这个数多大，
术
总是有限的。用这个公式计算n!总是需要有限的步骤。
但是，以下计算公式则不能作为算法，因为其计算步骤是无限
的：sum=1+1/1+1/2+1/3+…+1/n+…
6
2.确定性
算法中操作步骤的顺序和每一个步骤的内容都应当是确定的，
不应当是含糊不清的。它也不能有不同的解释存在，即不能具有
Ｃ
能还需要考虑采用什么数学方法。这一切都涉及一个专业名词—— “算法”。
编
算法——为解决一个实际问题而采取的方法和步骤
程
很多时候，程序设计者所面临的问题就是寻找一个合适的算法。
例如，一个熟练的程序员，要设计一个下“五子棋”的游戏程序，
技 对他而言，C语言的编程规则已经清楚。他所面对的核心问题是寻找
术 一种可以模拟人下棋的算法。因此，算法在软件设计中具有重要的
第3章 算法与程序设计基础
3.1 算法
Ｃ
3.2 算法的常用表示方法
编
3.3 结构化程序设计方法
程
3.4 C语句概述
技
补充：顺序结构程序设计
术
3.5 选择结构程序设计
3.6 循环程序设计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.7 综合程序应用举例
1
[目录]
Ｃ 编 程 整体 技 概述 术
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
if(A>B) A=A+1;
编
对于某些程序员来说，自然语言通俗易懂。
程
缺点是：很冗长，不直观，而且容易发生歧义。
技 【例3.2】求m！
如果m=6，即求1×2×3×4×5×6。我们先设s代表累乘之积，以t
术 代表乘数，自然语言表示m!的算法为：
① 使s=1,t=1。
② 使s×t，得到的积仍放在s中。
③ 使t的值加1。
程
技
3.2.4 伪代码表示法
术
3.2.5 用计算机语言表示算法
[本章]
8
3.2.1 自然语言表示法
自然语言是指人们在日常生活中使用的语言，如汉语、英语等。
比如对于以下这句话：如果A大于B，就给它加1。在理解时就可
能出现歧义，是给A加1？还是给B加1。
Ｃ
对于以上的一段话，如果我们用C语言进行编程则为：
术
以没有输入，例如：计算出5!是多少。 5.有一个或多个输出
算法的目的就求解，“解”就是我们想要得到的最终结果。输
出是同输入有着某些特定关系的量。一个算法得到的最终结果就是
输出。没有输出的算法是没有意义的。
[本节]
7
3.2 算法的常用表示方法
3.2.1 自然语言表示法
Ｃ
3.2.2 流程图
编
3.2.3 N-S结构流程图
三 请在这里输入您的主要叙述内容
3.1 算法
3.1.1 算法的概念
Ｃ
3.1.2 算法的特性
编
程
技
术
[本章]
3
3.1.1 算法的概念
当我们要编写一个程序的时候，我们总要首先想好程序是干什
么的？应该如何实现这些目标？(应该先进行什么处理、后进行什么
处理？)所处理的数据的格式是什么？遇到一些复杂的问题，我们可
程
技
A
术
B
当P成立
A
A
当P成立
顺序结构 选择结构
当型循环
直到型循环
13
用N-S结构流程图表示例3.2：
开始
输入m
Ｃ s=1
编
t=1
程
s=st
技
t=t+1
术
当t≤m成立
输出s
结束
14
[本节]
1973年美国学者I.Nassi 和B.Shneiderman提出了一种新的流程图
形式。在这种流程图中，完全去掉了带箭头的流程线。全部算法都
是在一个矩形框内，在该框内还包含其它的从属于它的框。或者说
Ｃ 由一些基本的框组成一个大框。这种方法就以这两位学者的名字缩
写而成，被称为“N-S图”。
编
N-S图可以表示的三种典型结构：
Ｃ 图符号在Word中都可以通过“绘图”命令来绘制。
编
结构化程序设计中采用三种基本结构，
即顺序结构、选择结构和循环结构，这三种
程 基本结构有以下共同特点：
技
只有一个入口；
术
只有一个出口； 结构内的每一部分都有机会被执行到；
结构内不存在“死循环”(无终止的循环)。
10
⑴顺序结构
A和B两个框是顺序执行的。
“二义性”，不应当产生两种或多种以上的含义。
3.可行性
Ｃ
每一个算法是可行的，即算法中的每一个步骤都可以有效地执
编
行，并得到确定的结果。 （例如：b=0，执行a/b）
4.有零个或多个输入
程
输入就是从外界取得必要的信息。一个算法可以有零个或多个
技 输入，例如：输入一个年份，判断其是否是闰年。同时一个算法可
步骤3：2+98=100
技
…
术
步骤50：49+51=100 步骤51：100*50=5000
步骤52：5000+50=5050
算法3
步骤1：k=1，s=0
步骤2：如果k>100，则算法结束，s即为所求的和，输出s；否则转向步
骤3
步骤3：s=s+k，k=k+1
5
步骤4：转向步骤2
[本节]
3.1.2 算法的特性