【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題所需要的一系列代碼化指令序列 —— 計(jì)算機(jī)程序 。 程序 =數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) +算法 即 “ 程序就是在數(shù)據(jù)的某些特定的表示方式和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)抽象算法的具體描述。 ” 上述公式可擴(kuò)充為： 程序 =數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) +算法 +程序設(shè)計(jì)方法 +語(yǔ)言工具 2022/8/21 65 所謂面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)，是指利用面向過(guò)程的語(yǔ)言工具 （如 Basic、 Pascal、 Fortran和 C等） 進(jìn)行程序開(kāi)發(fā)的各項(xiàng)活動(dòng)。 程序設(shè)計(jì)的基本方法 面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì) 優(yōu)點(diǎn)： 編程簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)、可讀性好，程序執(zhí)行時(shí)序特征明顯；遵循這種結(jié)構(gòu)的程序只有一個(gè)入口和一個(gè)出口。 缺點(diǎn)： 存在數(shù)據(jù)與程序模塊的分離和程序的可重用性差等問(wèn)題。 基本思想： 把一個(gè)需要求解的復(fù)雜問(wèn)題分為若干個(gè)模塊來(lái)處理，每個(gè)模塊處理一個(gè)子問(wèn)題；設(shè)計(jì)時(shí)遵循 自頂向下 、 逐步細(xì)化 、 模塊化設(shè)計(jì) 和 結(jié)構(gòu)化編碼 的原則。 2022/8/21 66 程序設(shè)計(jì)的基本方法 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法： 結(jié)構(gòu)化編碼 ? 在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中，任何復(fù)雜的算法，都可以由三種基本結(jié)構(gòu) 組成。 ? 在構(gòu)造算法時(shí)，也僅以三種基本結(jié)構(gòu)作為基本單元。 ? 遵循這種結(jié)構(gòu)的程序只有 一個(gè)輸入口 和 一個(gè)輸出口 。 模塊化設(shè)計(jì) 將一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題的程序分為若干個(gè)程序模塊，每個(gè)模塊完成一項(xiàng)特定功能；其中有一個(gè) 主模塊 和若干個(gè) 子模塊 ，主模塊控制各個(gè)子模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)程序的功能。 自頂向下，逐步細(xì)化 2022/8/21 67 程序設(shè)計(jì)的基本方法 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì) 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)是一種新的程序設(shè)計(jì)范型。它將一些新的理念和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中好的思想相融合，提供了一種全新的程序設(shè)計(jì)方法。 基本思想 將一個(gè)需要求解的問(wèn)題分解為一系列實(shí)體 （ 對(duì)象 ） ， 然后圍繞這些對(duì)象建立數(shù)據(jù)和函數(shù)；函數(shù)的功能決定了該對(duì)象的行為 。 規(guī)定一個(gè)對(duì)象的函數(shù)可以訪問(wèn)另一對(duì)象的函數(shù) ， 但一個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)不能應(yīng)用于另一對(duì)象的函數(shù)中 。 幾個(gè)基本概念： 三類(lèi)機(jī)制： 類(lèi) ,對(duì)象 ,屬性 ,事件 ,方法 封裝、繼承、多態(tài) 2022/8/21 68 算法及其表示方法 一、算法的概念 算法 ——解決某一問(wèn)題所采取的方法和步驟。 計(jì)算機(jī)算法 ——計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的算法。 計(jì)算機(jī)算法的特征： ⑴有窮性 ——操作步驟是有限的。 ⑵確定性 ——方法步驟是明確的。 ⑶有效性 ——方法是正確的，步驟是完整的。 ⑷必須有輸入和輸出。 （取得必要的信息，給出正確的結(jié)果。） 2022/8/21 69 算法及其表示方法 Fortran是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，每個(gè)程序單位可由三種基本結(jié)構(gòu)組成： ⑴順序結(jié)構(gòu) ⑵分支選擇結(jié)構(gòu) ⑶循環(huán)結(jié)構(gòu) 實(shí)踐證明，任何復(fù)雜的問(wèn)題都可以用這三種基本結(jié)構(gòu)來(lái)描述。 2022/8/21 70 算法及其表示方法 二、算法的表示 用 N～ S流程圖表示。（由幾種功能框組合而成） ⑴矩形框 ——用于表示順序結(jié)構(gòu)。 如：若先執(zhí)行語(yǔ)句 A，再執(zhí)行語(yǔ)句 B。 A B 2022/8/21 71 算法及其表示方法 例：若 a=， b=，求 a+b的平方。 ①畫(huà) N～ S圖： ②編程： A= B= C=(a+b)**2 Print *, c end →a →b (a+b)2→c 打印 c 結(jié)束 2022/8/21 72 算法及其表示方法 ⑵ 三角框 ——用于表示分支選擇結(jié)構(gòu)。 如：若 P為條件，當(dāng) P成立執(zhí)行語(yǔ)句 A，否則執(zhí)行語(yǔ)句 B。 P True False A B P A B 2022/8/21 73 算法及其表示方法 ⑶ L形框 ——用于表示循環(huán)結(jié)構(gòu)。 ①當(dāng)型循環(huán)（ P為條件， A循環(huán)體） 如：若條件 P成立，則執(zhí)行循環(huán)體 A，否則跳出循環(huán)體。 P A Y N P A 2022/8/21 74 算法及其表示方法 ② 直到型循環(huán)（ P為條件， A循環(huán)體） 如：首先執(zhí)行循環(huán)體 A，若條件 P不成立繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)體 A，直到條件 P成立為止。 A P P A Y N 2022/8/21 75 關(guān)系表達(dá)式 關(guān)系表達(dá)式是構(gòu)成選擇結(jié)構(gòu)判斷條件的基本式子。它也是一種最簡(jiǎn)單的邏輯表達(dá)式。 一、關(guān)系運(yùn)算符 （ P80 表 41） .gt. （大于） .ge. （大于等于） .eq. （等于） .lt. （小于） .le. （小于等于） .ne. （不等于） 2022/8/21 76 關(guān)系表達(dá)式 二、關(guān)系表達(dá)式的一般形式 〈 算術(shù)量 〉〈 關(guān)系運(yùn)算符 〉〈 算術(shù)量 〉 即： ⑴關(guān)系表達(dá)式是由關(guān)系運(yùn)算符將兩個(gè)算術(shù)量連接起來(lái)的式子。 ⑵關(guān)系表達(dá)式的運(yùn)算元素是算術(shù)量，結(jié)果是 邏輯量 ：真（ .True.）或假（ .False.）。 2022/8/21 77 關(guān)系表達(dá)式 有了關(guān)系表達(dá)式，我們就可以將： 數(shù)學(xué)關(guān)系式 ─→ Fortran關(guān)系表達(dá)式 例： x+y ─→ x+ a+b≠a b ─→ a+ ex≥ ─→ exp(x). 2022/8/21 78 關(guān)系表達(dá)式 注意： ⑴算術(shù)運(yùn)算優(yōu)先于關(guān)系運(yùn)算。 如： a+ (a+b).ne.(ab) ⑵ 實(shí)數(shù)運(yùn)算誤差對(duì)關(guān)系表達(dá)式的影響 如： * 值為 .false. *= ∴ 對(duì)于 → abs(ab). → abs(cd). 2022/8/21 79 邏輯表達(dá)式 關(guān)系表達(dá)式只能表達(dá)簡(jiǎn)單的關(guān)系，如： 5≤x≤10 就不能用關(guān)系表達(dá)式表達(dá)，此時(shí)要用邏輯表達(dá)式。 2022/8/21 80 邏輯表達(dá)式 一、邏輯表達(dá)式的一般形式 〈 邏輯量 〉〈 邏輯運(yùn)算符 〉〈 邏輯量 〉 即： ⑴邏輯表達(dá)式是由邏輯運(yùn)算符將兩個(gè)邏輯量連接起來(lái)的式子。 ⑵邏輯表達(dá)式的運(yùn)算元素是邏輯量，結(jié)果也是邏輯量：真 (.True.)或假 (.False.)。 邏輯量包括邏輯常量、邏輯變量和關(guān)系表達(dá)式。 2022/8/21 81 邏輯表達(dá)式 二、邏輯常量 兩個(gè)：① .true.（真）② .false.（假） 三、邏輯變量 ——用于存放邏輯常量的變量。 邏輯變量可以通過(guò)賦值語(yǔ)句來(lái)接受邏輯常量的值，但在使用前，要進(jìn)行類(lèi)型說(shuō)明。 例： logical a, b a=.true. b=.false. 2022/8/21 82 邏輯表達(dá)式 四、邏輯運(yùn)算符 .and. （邏輯與） .or. （邏輯或） .not. （邏輯非） .eqv. （邏輯等（同或）） .neqv.（邏輯不等（異或）） 2022/8/21 83 邏輯表達(dá)式 五、邏輯運(yùn)算符的運(yùn)算規(guī)則 （ P83 表 ） 若 a,b為兩個(gè)邏輯量，則： ——(當(dāng) a、 b同時(shí)為真時(shí)，為真。 ) ——(當(dāng) a、 b中任意一個(gè)為真或同時(shí)為真時(shí)，為真。 ) . ——(當(dāng) a為真，其值為假；當(dāng) a為假，其值真。 ) ——(當(dāng) a、 b為同一邏輯常量時(shí)，為真。 ) ——(當(dāng) a、 b不為同一邏輯常量時(shí)，為真。 ) 2022/8/21 84 邏輯表達(dá)式 六、邏輯表達(dá)式的運(yùn)算次序 （ P84 表 ） 運(yùn)算次序?yàn)椋? 括號(hào) → 算術(shù)運(yùn)算 → 關(guān)系運(yùn)算 → 邏輯運(yùn)算 而邏輯運(yùn)算： .not.→.and.→.or.→.eqv.,.neqv. 2022/8/21 85 邏輯表達(dá)式 例 1：寫(xiě)出下列條件的邏輯表達(dá)式。 ⑴ 5≤k≤10 ⑵ │f│≤3g 或 │ f│ ＝ 5t abs(f).*(f).*t ⑶ 1≤a≤8 并且 1≤b≤8 ().and.(.) 2022/8/21 86 邏輯表達(dá)式 例 2：若 a=,b=,c=,d=,求下列邏輯表達(dá)式的值。 ⑴ ().and.() ① t ② f ③ f 2022/8/21 87 邏輯表達(dá)式 例 2：若 a=,b=,c=,d=,求下列邏輯表達(dá)式的值。 ⑵ c/+..not..true.. ① ④ F ③ T ② F . ⑤ F . ⑥ T 2022/8/21 88 用塊 if 實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu) 有以下三種典型的塊 if選擇結(jié)構(gòu)： ⑴ if (條件 ) then (塊 if語(yǔ)句 ) 塊 (then塊 ) endif (endif語(yǔ)句 ) P A 2022/8/21 89 用塊 if 實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu) ⑵ if (條件 ) then 塊 1 (then塊 ) else 塊 2 (else塊 ) endif P A B 2022/8/21 90 用塊 if 實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu) 例： 2X＋ 3 (X≤2) Y＝ X＋ 5 (X＞ 2) 編程如下： read(*,*) x if () then y=2*x+3 else y=x+5 endif write(*,*)‘x=‘,x,‘y=‘,y end X≤2 True False Y=2X＋ 3 Y=X+5 輸出結(jié)果 結(jié)束 輸入 X值 2022/8/21 91 用塊 if 實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu) ⑶ if (條件 1) then 塊 1 else if (條件 2) then 塊 2 (else if塊 ) ┆ else if (條件 n) then 塊 n [else 塊 (n+1)] endif 2022/8/21 92 用塊 if 實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu) 說(shuō)明： ⑴每個(gè)塊 if中可以完整地包含一個(gè)（或多個(gè)）塊if結(jié)構(gòu)，即構(gòu)成塊 if 的嵌套結(jié)構(gòu)。如： if (條件 1) then if (條件 1) then 塊 1 if (條件 2) then else 塊 2 if (條件 2) then endif 塊 2 else endif 塊 1 endif