算法特性：有穷性与确定性

"谭浩强C语言课件的第二章主要讲解了算法的特性，强调算法在程序设计中的核心地位。算法必须具备有穷性和确定性两个基本特征，即算法应有有限的操作步骤且每一步骤明确无歧义。此外，内容提到了算法与数据结构在程序设计中的重要性，算法是解决‘做什么’和‘怎么做’的问题，而数据结构则是描述数据的类型和组织形式。程序由算法和数据结构共同构成，并通过结构化程序设计方法来实现。课程还通过简单的算法举例，如计算乘积，展示了算法的不同实现方式，包括原始方法和改进方法，以说明算法优化的重要性。" 在深入理解这个摘要后，我们可以详细讨论以下几个知识点： 1. **算法的特性**： - **有穷性**：算法必须在有限的步骤内完成，不能陷入无限循环或无法终止的状态。这是保证算法能够执行完毕的基础。 - **确定性**：算法的每一步都应该有明确的定义，不存在模糊或不确定的操作。这样确保算法的执行结果是可预测的。 2. **数据结构**： 数据结构是算法的基础，它描述了程序中使用的数据的类型、组织形式和操作方式。数据结构的选择直接影响到算法的效率和实现难度。 3. **算法与程序的关系**： 算法是程序的核心，它定义了对数据的操作步骤。数据是算法的操作对象，通过算法处理，可以得到预期的结果。著名计算机科学家尼古拉斯·沃斯提出了公式“算法 + 数据结构 = 程序”，强调了这两者的结合对于程序设计的重要性。 4. **结构化程序设计方法**： 这种方法强调将程序分解为可重用的模块，通过控制流程（顺序、选择、循环）清晰地组织代码，提高代码的可读性和可维护性。 5. **算法分类**： 算法分为数值运算算法和非数值运算算法。数值运算算法主要是求解数学问题，而非数值运算算法涉及更广泛的领域，如事务管理。 6. **算法举例**： 通过求乘积的例子展示了算法的直观应用，原始方法虽然可行但效率低，改进的算法通过引入变量和迭代优化了计算过程，减少了重复劳动，体现了算法设计的智慧。 7. **算法设计与优化**： 设计算法时不仅要保证其正确性，还要考虑其效率和可行性。通过比较不同算法的优劣，可以选择最佳方案来解决问题。 以上内容详细阐述了算法的特性、数据结构在程序设计中的作用，以及如何通过结构化方法和实例分析来理解和优化算法。这些都是编程学习者必须掌握的基本概念和技能。