第3章 简单程序设计初步

1、第第3章程序设计初步章程序设计初步 第3章 程序设计初步 3.1 面向过程的程序设计和算法面向过程的程序设计和算法 面向过程的程序设计:就是考虑程序要“做什么”， 解决“怎么做”的问题. 一个面向过程的程序应包括以下两方面内容： (1) 对数据的描述。在程序中要指定数据的类型和数 据的组织形式，即数据结构(data structure)。 (2) 对操作的描述。即操作步骤，也就是算法 (algorithm)。 3.1 面向过程的程序设计和算法面向过程的程序设计和算法 面向过程的程序，可以用下面的公式表示： 程序=算法+数据结构 算法：解决一个问题而采取的方法和步骤。（广义） 计算机算法分两类：

2、数值算法和非数值算法 学习面向对象的语言依然要学习和掌握一些常用的算 法。（C+语言也是如此） 3.1 面向过程的程序设计和算法面向过程的程序设计和算法 算法的表示： 1、自然语言 2、流程图 （特点：形象直观，修改不方便，不适合复 杂程序，本教材多使用流程图表示算法） 3、伪代码（pseudo code） （一种介于自然语言和计算机语言之间的文 字和符号） 4、用计算机语言 3.2 C+程序的组成程序的组成 1. 声明语句 如int a,b; 2. 执行语句 通知计算机完成一定的操作。执行语句包括： (1) 控制语句，完成一定的控制功能。C+有9种控制语句， 即 if( )else （条件语

3、句） for( ) （循环语句） while( ) （循环语句） dowhile（ ） （循环语句） continue （结束本次循环语句） break （中止执行或循环语句） switch （多分支选择语句） goto （转向语句） return （从函数返回语句） C+程序的语句程序的语句 (2) 函数和流对象调用语句。函数调用语句由一次函 数调用加一个分号构成一个语句，例如 sort(x,y,z); /假设已定义了sort函数，它有3个参数 coutx100) z=z-100； coutz; 3.4 C+的输入与输出的输入与输出 在C+程序中可以方便的利用cout和cin进行输出和 输入

4、。但是cout和cin并不是C+语言中正式的输入与输 出语句。 cout和cin是输入输出流库中的流对象，是在编译系 统提供的I/O库中定义的。 在使用cout和cin进行输出和输入时要使用预处理命令把 头文件stream包含到本文件中： #include 3.4 C+的输入与输出的输入与输出 3.4 C+的输入与输出的输入与输出 cout语句的一般格式：语句的一般格式： cout表达式表达式1表达式表达式2.变量变量1变量变量2变量变量n； 一个cout语句可以分写成若干行。如 coutThis is a simple C+ program.endl; 可以写成 coutThis is /注

5、意行末尾无分号 a C+ program. endl; /语句最后有分号 也可写成多个cout语句，即 coutThis is ; /语句末尾有分号 cout a C+ ; cout program.; coutendl; 比较比较printf 与与cout 在用cout输出时，用户不必通知计算机按何种类 型输出，系统会自动判别输出数据的类型，使输出 的数据按相应的类型输出。如已定义a为int型，b为 float型，c为char型，则 couta b cabcd; 可以写成 cina /注意行末尾无分号 b /这样写可能看起来清晰些 c d; 也可以写成 cina; cinb; cinc; c

6、ind; 以上3种情况均可以从键盘输入： 1 2 3 4 也可以分多行输入数据： 在用cin输入时，系统也会根据变量的类型从 输入流中提取相应长度的字节 char c1,c2; int a; float b; cinc1c2ab; coutc1 c2 a b acb就可以 3.4.2 在输入流与输出流中使用控制符在输入流与输出流中使用控制符 满足输入输出时有一些特殊的要求 double a=123.456789012345;对a赋初值 couta;输出： 123.456 coutsetprecision(9)a;输出： 123.456789 coutsetiosflags(ios fixed)

7、setprecision(8)a;输出： 123.45678901 coutsetiosflags(ios scientific)setprecision(4)a; 输出： 1.2346e02 int b=123456; coutsetw(10)b,b; 输出： 123456，123456 setw.:只对其后的第一个数据起作用 程序的三种基本结构程序的三种基本结构 1、顺序结构、顺序结构 A B C #include #include /由于程序要用到由于程序要用到 /数学函数数学函数sqrt，故应包含头文件，故应包含头文件cmath using namespace std; int mai

8、n( ) float a,b,c,x1,x2; cinabc; x1=(-b+sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a); x2=(-b-sqrt(b*b-4*a*c)/(2*a); coutx1=x1endl; coutx2=x2y？ 真真 假假 z=xz=y 例如： if(xy) cout“x is smaller than y.”; else cout“x is larger than y or equal to y. ”; if(a=b 3.6 关系运算和逻辑运算关系运算和逻辑运算 关系表达式：用关系运算符将两个表达式连接起来的式子； 优先级相同 (高) (小于) (大于) = (大于

9、或等于) = (等于) ！= (不等于) 优先级相同 (低) 1. 前4种关系运算符（，）的优先级别相同， 后两种也相同。前4种高于后两种。例如，“”优先于 “”。而“”与“a+b 等效于 c(a+b) ab=c 等效于(ab)=c a=bc 等效于a=(bc 等效于a=(bc) 关系表达式的值是一个逻辑值，即“真”或 “假”。例如，关系表达式“5=3”的值为“假”， “5=0”的值为“真”。 在C和C+中都用数值1代表“真”，用0代表 “假”。 如果有以下赋值表达式： d=ab 则d得到的值为1 f=abc f得到的值为0 逻辑常量和逻辑变量逻辑常量和逻辑变量 C语言没有提供逻辑型数据，关系

10、表达式的值(真或假)分 别用数值1和0代表。 C+增加了逻辑型数据。逻辑型常量只有两个，即false(假) 和true(真)。 逻辑型变量要用类型标识符bool来定义，它的值只能是 true和false之一。如： bool found,flag=false; /定义逻辑变量found和flag，并使flag的初值为false found=true; /将逻辑常量true赋给逻辑变量found 由于逻辑变量是用关键字bool来定义的，因此又称为布尔 变量。逻辑型常量又称为布尔常量。所谓逻辑型，就是布 尔型。 设立逻辑类型的目的是为了看程序时直观易懂。 在编译系统处理逻辑型数据时，将false处理

11、为0， 将true处理为1。因此，逻辑型数据可以与数值型 数据进行算术运算。 如果将一个非零的整数赋给逻辑型变量，则按 “真”处理，如 flag=123; /赋值后flag的值为true coutb) coutb) couta; else cout500) cost=0.15; else if(number300) cost=0.10; else if(number100) cost=0.075; else if(number50) cost=0.05; else cost=0; 注意：注意：1) if 后可跟复合语句。后可跟复合语句。 2) 注意注意 ；的位置。；的位置。 3) 注意多重注意

12、多重 if else 的搭配。的搭配。 if (ab) a=1; b=0; else a=0; b=1; a=0 b=1 a=1 b=0 ab 真真假假 if (i j) i+; if (ij); i+; i+ + ij 真真假假 if 总是与它上面最近的总是与它上面最近的 else 配对，如要改变，用复合语配对，如要改变，用复合语 句句 。 注意书写格式注意书写格式，相互配对的语句要对齐。，相互配对的语句要对齐。 ij 真真假假 i+ + 例：输入两个实数，按代数值由小到大次序输出这两个数。例：输入两个实数，按代数值由小到大次序输出这两个数。 void main( void ) float

13、a,b,t; /定义变量定义变量 coutab; /给变量赋值给变量赋值 a:7, b:3 if(ab) t=a; a=b; b=t; /交换数据，用中间变量交换数据，用中间变量 coutatbendl; /输出变量输出变量 b a t 7 3 7 7 3 输出结果：输出结果： 3 7 3.7.2 语句的嵌套语句的嵌套 在if语句中又包含一个或多个if语句称为if语句的嵌套。 一般形式如下： if( ) if( ) 语句1 else 语句2 else if( ) 语句3 else 语句4内嵌if 应当注意if与else的配对关系。else总是与它上面最近 的、且未配对的if配对。 限定了内嵌i

14、f语句的范围,关系清楚，不易出错 1、编写程序计算y的值： -1 (x0) 1. #include void main() int x,y; cinx; if (x0) y=1; coutyendl; 2. #include void main() int x,y; cinx; if (x0) y=-1; else if (x=0) y=0; else y=1; coutyendl; 3. #include void main() int x,y; cinx; if (x=0) if (x=0) y=0; else y=-1; else y=1; coutyendl; 4. #include

15、void main() int x,y; y=1; cinx; if (x=0) if (x=0) y=0; else y=-1; coutyendl; 3.8 条件运算符和条件表达式条件运算符和条件表达式 条件表达式的一般形式为 表达式1 ? 表达式2 表达式3 优先级高于赋值运算符,低于逻辑运算符 用if语句表示则为： if (表达式1 ) 表达式2 ; else 表达式3; eg. x? a b 若x=0，则条件表达式的值为字符b的ASCII码。 例 3.7 #include using namespace std; int main() char ch; cinch; ch=(ch=A

16、 coutchendl; return 0; b=(a0?2:0); 1.#include void main() int a,b; cina; if(a0) b=2; else b=0; coutbendl; 2.#include void main() int a,b; cina; if(a) if(a0) b=2; else b=0; coutbendl; 3.#include void main() int a,b; cina; b=2; if(a) if(a0) b=1; else if(a=0) b=0; else b=2; coutbendl; 4.#include void m

17、ain() int a,b; cina; b=0; if(a=0) if(a0) b=1; else b=2; coutbendl; 格式如下： switch（表达式） case 常量表达式1：语句1 case 常量表达式2：语句2 . case 常量表达式n：语句n default：语句n+1 /可无 语义为： 根据对表达式的计 算得到的值，从第 一个case常量开始 从上到下逐个进行 匹配，若相等，则 以此为入口，顺序 向下执行各条语句 序列。 3.9 多分支选择结构和多分支选择结构和switch 语句语句 格式如下： Switch() case:; break; case:; break

18、; case:;break; default: /可无可无 通过加 break强行 跳转语句， 在执行完第 一个语句序 列后，就强 行跳出 switch结构 P86第11题:将百分制成绩转换成5级 switch(int(score/10) case 10: case 9: grade=A;break; case 8: grade=B;break; case 7: grade=C;break; case 6: grade=D;break; default:grade=E; 3.11 循环结构和循环语句循环结构和循环语句 while语句的一般形式如下： while (表达式) 语句 例3.10 求

19、1+2+3+100。 #include using namespace std; int main( ) int i=1,sum=0; while (i=100) sum=sum+i; i+; coutsum=sumendl; do-while语句构成循环语句构成循环 do-while语句的特点是先执行循环体，然后判断循环 条件是否成立。其一般形式为 do 语句 while (表达式)； 例3.11 用do-while语句求1+2+3+100。 #include using namespace std; int main( ) int i=1,sum=0; do sum=sum+i; i+;

20、while (i=100); coutsum=sumendl; return 0; 对同一个问题用while语句处理和用dowhile语句 处理是否等价 ? #include using namespace std; int main( ) int i,sum=0; cini; while (i=100) sum=sum+i; i+; coutsum=sumendl; return 0; #include using namespace std; int main( ) int i,sum=0; cini; do sum=sum+i; i+; while (i=100); coutsum=su

21、mendl; return 0; 格式： for(e1;e2;e3) 计算计算e2e2 执行执行 非非0 0 0 0 退出退出 循环循环 计算计算e1e1 计算计算e3e3 e1; while(e2) ; e3; forfor循环语句循环语句 for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增值) 语句 例如 for(i=1;i=100;i+) sum=sum+i; 它的执行过程与图3.10完全一样。它相当于以下语句： i=1; while(i=100) sum=sum+i; i+; for语句语句 for(; ;)表示无限循环，相当于while（）语句 包含逗号表达式的其它形式的for语句，如：

22、for(sum=0,i=1;i100;i+) for(i=1,j=100;i=j;i+,j+) k=k+i+j; for(i=1;i=100;i+,i+); 例例 当结束条件为和大于2000时，如何表示？ while(sumn; while(n!=-1) sum=sum+n; cinn; int h=12,f=32; int count=0; while(2*h!=f) h+;f+;count+; 例例 输入若干字母，将它们变成其后的第四个字母, AE,WA,非字母字符忽略。 思路： 1.建立循环，循环结束以输入回车符为准while (c=getchar( )!=n) 2.判断输入的是否是字符

23、，否则忽略 if(c=a i=1;i+) cout“1”“*”i“=”setw(2)1*i“ ”; coutendl; for(i=1;i=2;i+) cout“2”“*”i“=”setw(2)2*i“ ”;coutendl; for(i=1;i=n;i+) cout“n”“*”i“=”setw(2)n*i“ ”;coutendl; for(n=1;n=9;n+) for(i=1;i=n;i+) coutn*i=setw(2)n*i ; coutendl; 举一反三举一反三 for(i=1;i=;i+) cout“1”“*”i“=”setw(2)1*i“ ”; coutendl; for(i=

24、1;i=;i+) cout“2”“*”i“=”setw(2)2*i“ ”;coutendl; for(i=1;i=10-n;i+) cout“n”“*”i“=”setw(2)n*i“ ”;coutendl; for(n=1;n=9;n+) for(i=1;i=10-n;i+) coutn*i=setw(2)n*i ; coutendl; 第1行一个 第2行二个 。 第N行N个 int i,j,n; coutn; for(int i=1;i=n;i+) for(j=1;j=i;j+) cout*;/打印若干个 coutendl; /换行 for(j=1;j=n-i+1;j+) 第1行:4个,接着

25、1个,换行 第2行:3个,接着3个,换行 第3行:2个,接着5个,换行 第4行:1个,接着7个,换行 第5行:0个,接着9个,换行 每行的个数：5-i 每行的个数： 2*i-1 每次循环要做三件事： 先打印(5-i) 个 后，接着打 印(2*i-1)个，再换行 for(int i=1;i=5;i+) for(j=1;j=5-i;j+) cout;/打印若干个 for(k=1;k=2*i-1;k+) cout;/打印若干个 coutendl; /换行 练习练习 ia 10 21i3成立 32i3不成立 4 5 63 7 8 格式： break; 该语句在程序中只用于下列两种情况： 1、在开关语句

26、中，其功能是退出开关语 句，执行其后的语句； 2、在循环体中，其功能是用来退出该重 循环 breakbreak语句语句 格式：格式： continue;continue; 功能：只用在循环体中，用来功能：只用在循环体中，用来结束结束 该次循环该次循环。 在循环体中遇到在循环体中遇到continuecontinue语句时，语句时， 本次循环结束，回到循环条件判断本次循环结束，回到循环条件判断 是否执行下一次循环。是否执行下一次循环。 continuecontinue语句语句 #define M 10 void main() int num,sum(0); coutinput number:; f

27、or(int i=0;inum; if(num0) break; sum+=num; coutsum=sumendl; #define M 10 void main() int num,sum(0); coutinput number:; for(int i=0;inum; if(num0) continue; sum+=num; coutsum=sumendl; 求求10个数之和，个数之和， 遇负数终止遇负数终止 求求10个中的正个中的正 数之和数之和 快速算法：判断它能否被2到sqrt(m)sqrt(m)之间的数之间的数整除， 若不能则是素数。 int m; coutm; int sqrtm=sqrt(m); for (int i=2;i=sqrtm+1) coutmis prime.n; else coutmisnt prime.n; /输出 如何使程序更有效如何使程序更有效