算法特征与表达方式-程序设计基础

"这篇资料是谭浩强关于C语言程序设计的笔记，主要讨论了算法的特征和表达方式，以及程序设计方法中的选择结构。" 算法是计算机科学的基础，是解决问题的具体步骤序列。在本资料中，算法的五个特征被详细阐述： 1. **有穷性**：算法必须在有限的步骤内完成，不能陷入无限循环。这意味着算法执行的次数是有限制的，最终能够得出结果。 2. **确定性**：算法的每一步都有明确的定义，不存在模糊不清的操作。对于给定的输入，算法的执行结果应该是确定的，不受外部不确定因素影响。 3. **输入**：算法可以接受零个或多个输入，这些输入是从外部获取的信息，用于驱动算法进行计算。 4. **输出**：算法至少产生一个输出，这是处理输入后得到的结果，反映了算法执行的效果。 5. **有效性**：每个步骤都是可执行的，并且会产生确定的结果。有效的算法不仅需要正确，还应该考虑其时间和空间效率，即时间复杂度和空间复杂度。 资料中提到了不同类型的算法，例如数值运算和非数值运算。举例来说，找出一组数中的最大值就是一个简单的算法实例。同时，资料还讨论了算法的多种表达方式，包括： - **自然语言**：用日常语言描述算法步骤。 - **流程图**：图形化表示算法流程，包括判断框、处理框、输入/输出框和流程线等。 - **N-S图**：一种无箭头的流程图，通过开始/结束框和处理框来表示算法。 - **伪代码**：介于自然语言和计算机语言之间的表达方式，方便理解且易于转换为实际代码。 - **计算机语言**：直接使用编程语言编写出的代码，是实现算法的最终形式。 资料还强调了结构化程序设计方法，包括自顶向下、逐步细化、模块化设计和结构化编码。这种方法鼓励程序员将大任务分解为小任务，使用基本的程序结构如： 1. **顺序结构**：按照顺序执行指令，例如`步骤1 -> 步骤2 -> 步骤3`。 2. **选择结构（分支结构）**：根据条件执行不同的语句组，例如`if-else`语句。 3. **循环结构**：重复执行某一部分代码，直到满足特定条件为止。 选择结构是程序设计中不可或缺的部分，通过`if`和`else`语句实现条件判断，确保程序在遇到不同情况时能够做出适当的响应。例如，解决一元二次方程的问题时，需要检查判别式`b^2 - 4ac`的值以避免计算平方根时出现错误。 通过深入理解和熟练掌握这些基本概念，程序员可以设计出高效、可靠的程序，从而解决各种复杂问题。