2.1 算法的概念与表示方法

139 阅读 0 评论 92 点赞

我是靠谱客的博主听话电脑，最近开发中收集的这篇文章主要介绍2.1 算法的概念与表示方法，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

算法的作用在于表述人类解决问题的思想。对于复杂问题，直接写出程序往往比较困难，通常的步骤是先设计算法，再编程。可见算法设计是编制程序、尤其是复杂程序的前导步骤。

一.算法的概念

算法就是解决问题的步骤序列。一般用计算机解决问题的算法应具有以下几个特征：

可执行性：算法的每一步计算机都可执行。如计算机无法执行“解一元二次方程”操作，因为它不是计算机系统定义的基本操作之一。
确定性：算法中的每一步必须有明确定义，不能有任何歧义（非确定性）。例如“用10和2进行算术运算”是一个有歧义的步骤，而“计算10与2的和”就是确定的步骤。
有穷性：算法必须在执行有穷步后结束，而不能陷入死循环。
可输入输出信息：输入信息是算法加工的对象，而算法解决问题的结果应当输出。大多数算法有输入和输出信息提示，也有些算法不需要输入，如打印一个信息。但所有算法都至少有一个输出。

二.算法的表示

算法的表示方法有很多种，其中流程图和伪码是程序设计人员常用的两种算法表示方法。

流程图：是图形化的表示方法，比较直观，基本组成元件包括矩形框、菱形框、箭头线等。其中：
- 矩形框：表示要执行的指令，在框内标注指令内容；
- 菱形框：表示要判断其中表达式的值是真还是假；
- 箭头线：则标示指令的流程方向。
伪码：是介于自然语言和程序设计语言之间的一种类自然语言的表示方法，书写形式自由，容易转换为程序。

三.算法描述的三种基本结构

对算法的理论研究和实践表明：任何算法的描述都可以分解为三种基本结构和它们的组合，这三种基本结构是顺序结构、分支结构和循环结构。图2.1为三种基本结构的执行流程图。

其中的“块”，在程序和算法中代表一条指令或用“{”和“}”括起来的一个指令组。指令组是一个整体，在整个算法中相当于一条指令的作用，要么一起执行，要么一起不执行。
下面结合伪码介绍三种基本结构的算法，请大家观看Flash演示动画。
顺序结构演示选择结构演示循环结构演示
结构化程序设计的特点是：任何程序都可由上述三种基本结构（即顺序、分支、循环）及其组合来描述。这些结构或组合必须由程序设计语言提供的“流程控制语句”来实现，所谓流程控制语句，是专门用来控制程序执行流程的语句，也称为“过程化语句”。本章后续小节将介绍分支、循环结构程序设计以及一些常用算法。