大学C程序设计教程.ppt
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1、大学C+程序设计教程,西安交通大学 计算机教学实验中心 http:/,1/44,第2章 控制结构,本章目标 结构化程序设计方法的基本思想 C+的基本控制结构 C+的控制语句 结构化程序设计方法的基本思想 V+的几种基本控制语句 熟悉使用伪代码的编程方法,2/44,授 课 内 容,2.1 程序的基本控制结构 2.2 自顶向下,逐步求精 2.3 +的控制结构 2.4 伪代码 调试技术 程序设计举例,3/44,2.1 程序的基本控制结构,结构化程序设计方法 的基本思想是任何程序都可以用三种基本结构表示,即顺序结构,选择结构,循环结构。由这三种基本结构经过反复嵌套构成的程序成为结构化程序。而这些结构中
2、的各种程序流程语句就是流程控制语句。,4/44,结构化程序设计方法,“软件危机”-结构化程序设计 基本观点: 程序设计的目标不应再集中于如何充分发挥硬件的效率方面,新的程序设计方法应以能设计出结构清晰、可读性强、易于分工合作编写和调试的程序 结构化设计方法是以模块化设计为中心,5/44,模块化程序结构,模块化 就是把程序划分为若干个部分,每个部分独立存放、完成一个特定的功能。其目的是降低程序的复杂度,使设计出来的程序便于阅读、调试和维护。 一个模块可以是一条语句、一段程序、一个函数等 基本特征是其仅有一个入口和一个出口 模块相互独立,内聚性很强,一个模块完成一个功能,6/44,7/44,2.2
3、自顶向下, 逐步求精,结构化程序设计支持“自顶向下, 逐步求精”的程序设计方法。 “自顶向下” 是将复杂、大的问题划分为小问题,找出问题的关键、重点所在,然后用精确的思维定性、定量地去描述问题。 “逐步求精” 是将现实世界的问题经抽象转化为逻辑空间或求解空间的问题。复杂问题经抽象化处理变为相对比较简单的问题。经若干步抽象(精化)处理,最后到求解域中只是比较简单的编程问题。,8/44,例2-1 验证“哥德巴赫猜想”,“哥德巴赫猜想”表述为:任何 一个大于等于4的偶数均可以表示为两个素数之和。 第一步 提出问题: 验证哥德巴赫猜想 第二步 设一上限数M,验证 从4到M的所有偶数是否能被 分解为两个
4、素数之和。 1. 定义一个变量X,初值为4。 2. 每次令其加2,并验证X能否 被分解为两个素数之和,直到 X不小于M为止。,验证哥德巴赫猜想,X = 4,X M ?,验证x是否能被分解 为两个素数之和,X = X +2,否,是,9/44,验证哥德巴赫猜想(续一),第三步 如何验证X是否能被分解为两个素数之和。 1. 从P=2开始; 2. 判别XP是否仍为素数: 3. 若是,打印该偶数的分解式。 4. 否则,换更大的素数,再继续执行2.。如此循环,直到用于检测的素数大X/2且X 与其之差仍不是素数,则打印“哥德巴赫猜想”不成立。,P = 2,PX/2且XP不是素数?,生成下一个素数,是,否,P
5、= x / 2 ?,处理哥德巴赫猜想 不成立的情况,打印出X的 分解情况,是,否,10/44,验证哥德巴赫猜想(续二),第四步 生成下一个素数。 (1)当前素数P加1 (2)判别P是否是素数; (3)若是素数,返回P; (4)否则,P加1,继续执行( 2)。,P = P + 1,是素数?,P = P + 1,否,返回素数 P,11/44,验证哥德巴赫猜想(续三),经过四步分解精化,将“验证哥德巴赫猜想”这个命题已经分解为计算机可以求解的数学模型了。 剩下的问题就是编程求解了。如何编程正是我们这门课程要解决的问题。 关于“验证哥德巴赫猜想”的求解程序稍后给出。,12/44,2.3 C+语言的控制
6、结构,C语言是一种很好的结构化程序设计语言,它提供了实现结构化程序所需的多种流程控制语句。分类如下:,13/44,1、顺序结构,顺序结构语句包括: 说明语句 赋值语句 I/O 语句 复合语句和空语句,用花括号括起来的程序段落又称为分程序或者复合语句。 复合语句的一般形式: 复合语句可以嵌套,即在复合语句中可以有其它复合语句 空语句:在C语言中经常使用只有一个分号的语句,它程为空语句 在语法上占据一个语句的位置,但不具备任何可执行的功能。, ,14/44,2、选择结构(之一),一路分支 语句格式: if (表达式) 语句序列,条件?,成立,不成立,语句序列,两路分支 语句格式: if (表达式)
7、 语句序列1 else 语句序列2,条件?,语句序列 1,成立,不成立,语句序列 2,语句序列可以是一个语句, 也可以是复合语句结构。,15/44,选择分支的嵌套,if(表达式1) 语句1 else if(表达式2)语句2 else if(表达式3) 语句3 else if(表达式m) 语句m else语句n else总是与它上面的最近的if配对。 如果if与else的数目不一样,可以加花括弧来确定配对关系。 例如: if() if ()语句1 else语句2(内嵌if),16/44,选择结构之二,多路(开关)选择语句 语句格式: switch(整数表达式) case 数值1: 语句序列1;
8、. case 数值n: 语句序列n; default : 语句序列n+1; ,计算整型表达式,值 = ?,语句 序列1,.,语句 序列2,语句 序列n,17/44,3、循环结构(之一),当型循环 语句格式: while (表达式) 语句序列 ,直到型循环 语句格式: do 语句序列 while (表达式);,条件?,语句序列,成立,不成立,语句序列,不成立,成立,条件?,18/44,2.4 伪代码,C语言的控制结构语句和自然语言结合起来描述算法比画流程图省时、省力,且更容易转化为程序 不能运行,例如:,e = 1.0; n = 1; u = 1.0; while (通项u大于等于107) 计算
9、新的通项值 u = u/n; 将新通项值加到结果近似值上; 准备处理下一项 n = n+1; ,19/44,获得帮助的方法(四种),F1帮助。单击一个单词、突出显示一条短语或单击一条错误信息,再按F1就可以了;可在源代码编辑器窗口、帮助窗口、输出窗口中使用; 帮助索引,它包含绝大多数所需的信息; 搜索机制,搜索的范围比索引要广的多; 帮助目录,使用帮助窗口中目录选项卡可以阅读某个主题的所有内容。,20/44,常见错误,语法错误 少了; 函数名输入错误 语义错误 将“=”误输入为“=” 逻辑错误 简单跟踪:在程序中加入输出语句 注意:双击Visual C+ output窗口的错误信息,就可以打开
10、产生该错误的源代码,并且光标会位于出错的那一行上。,21/44,2.7 调试技术:Developer Studio 的文本编辑器,Undo和Redo 查找和替换 Find& Replace Find in Files 编程指导信息 List Member 列成员 Type Info 简单介绍 Parameter Info 参数信息 Complete Word 自动输入,22/44,程序设计举例,2.百分制化为五分制 3.用while结构求e值 4.用do-while结构求e值 5.水仙花 6.猜幻数游戏 实例编程:哥德巴赫猜想,23/44,例2.2 百分制化为五分制,算法分析: 1、取一个百分
11、成绩经过运算得到5分制成绩。构造什么样的表达式呢? “百分成绩/10 =” ? 2、共有5个分数档,选择分支大于2,因此用多路开关语句switch。 3、计算结果应该是唯一的。转换后应从switch中break出来。 4、输入一个百分成绩,就应该转换成5分制成绩。因此,转换程序应编成子函数。,24/44,程序逻辑功能框图,继续 ?,输入成绩X,X / 10 = ?,10,9 8 7 6 5,X = 1,X = 2,X = 3,X = 4,X = 5,返回、打印X,是,否,转换子函数功能,25/44,转换成绩子函数,/ Example 2-2:将百分制的分数转换为5级制分数 #include i
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