【文章內(nèi)容簡介】 計算機解決問題所需要的一系列代碼化指令序列 —— 計算機程序 。 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)的基礎上，對抽象算法的具體描述。 ” 上述公式可擴充為： 程序 =數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) +算法 +程序設計方法 +語言工具 2022/8/21 65 所謂面向過程的程序設計，是指利用面向過程的語言工具 （如 Basic、 Pascal、 Fortran和 C等） 進行程序開發(fā)的各項活動。 程序設計的基本方法 面向過程的程序設計 優(yōu)點： 編程簡單、結(jié)構(gòu)性強、可讀性好，程序執(zhí)行時序特征明顯；遵循這種結(jié)構(gòu)的程序只有一個入口和一個出口。 缺點： 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題。 基本思想： 把一個需要求解的復雜問題分為若干個模塊來處理，每個模塊處理一個子問題；設計時遵循 自頂向下 、 逐步細化 、 模塊化設計 和 結(jié)構(gòu)化編碼 的原則。 2022/8/21 66 程序設計的基本方法 結(jié)構(gòu)化程序設計方法： 結(jié)構(gòu)化編碼 ? 在結(jié)構(gòu)化程序設計中，任何復雜的算法，都可以由三種基本結(jié)構(gòu) 組成。 ? 在構(gòu)造算法時，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 一個輸入口 和 一個輸出口 。 模塊化設計 將一個復雜問題的程序分為若干個程序模塊，每個模塊完成一項特定功能；其中有一個 主模塊 和若干個 子模塊 ，主模塊控制各個子模塊來實現(xiàn)整個程序的功能。 自頂向下，逐步細化 2022/8/21 67 程序設計的基本方法 面向?qū)ο蟮某绦蛟O計 面向?qū)ο蟮某绦蛟O計是一種新的程序設計范型。它將一些新的理念和結(jié)構(gòu)化程序設計中好的思想相融合，提供了一種全新的程序設計方法。 基本思想 將一個需要求解的問題分解為一系列實體 （ 對象 ） ， 然后圍繞這些對象建立數(shù)據(jù)和函數(shù)；函數(shù)的功能決定了該對象的行為 。 規(guī)定一個對象的函數(shù)可以訪問另一對象的函數(shù) ， 但一個對象的數(shù)據(jù)不能應用于另一對象的函數(shù)中 。 幾個基本概念： 三類機制： 類 ,對象 ,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 ——解決某一問題所采取的方法和步驟。 計算機算法 ——計算機能夠執(zhí)行的算法。 計算機算法的特征： 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)化程序設計語言，每個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) 實踐證明，任何復雜的問題都可以用這三種基本結(jié)構(gòu)來描述。 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)行語句 A，再執(zhí)行語句 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 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 P成立執(zhí)行語句 A，否則執(zhí)行語句 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)系表達式 關(guān)系表達式是構(gòu)成選擇結(jié)構(gòu)判斷條件的基本式子。它也是一種最簡單的邏輯表達式。 一、關(guān)系運算符 （ 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)系表達式 二、關(guān)系表達式的一般形式 〈 算術(shù)量 〉〈 關(guān)系運算符 〉〈 算術(shù)量 〉 即： ⑴關(guān)系表達式是由關(guān)系運算符將兩個算術(shù)量連接起來的式子。 ⑵關(guān)系表達式的運算元素是算術(shù)量，結(jié)果是 邏輯量 ：真（ .True.）或假（ .False.）。 2022/8/21 77 關(guān)系表達式 有了關(guān)系表達式，我們就可以將： 數(shù)學關(guān)系式 ─→ Fortran關(guān)系表達式 例： x+y ─→ x+ a+b≠a b ─→ a+ ex≥ ─→ exp(x). 2022/8/21 78 關(guān)系表達式 注意： ⑴算術(shù)運算優(yōu)先于關(guān)系運算。 如： a+ (a+b).ne.(ab) ⑵ 實數(shù)運算誤差對關(guān)系表達式的影響 如： * 值為 .false. *= ∴ 對于 → abs(ab). → abs(cd). 2022/8/21 79 邏輯表達式 關(guān)系表達式只能表達簡單的關(guān)系，如： 5≤x≤10 就不能用關(guān)系表達式表達，此時要用邏輯表達式。 2022/8/21 80 邏輯表達式 一、邏輯表達式的一般形式 〈 邏輯量 〉〈 邏輯運算符 〉〈 邏輯量 〉 即： ⑴邏輯表達式是由邏輯運算符將兩個邏輯量連接起來的式子。 ⑵邏輯表達式的運算元素是邏輯量，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)系表達式。 2022/8/21 81 邏輯表達式 二、邏輯常量 兩個：① .true.（真）② .false.（假） 三、邏輯變量 ——用于存放邏輯常量的變量。 邏輯變量可以通過賦值語句來接受邏輯常量的值，但在使用前，要進行類型說明。 例： logical a, b a=.true. b=.false. 2022/8/21 82 邏輯表達式 四、邏輯運算符 .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 邏輯表達式 五、邏輯運算符的運算規(guī)則 （ P83 表 ） 若 a,b為兩個邏輯量，則： ——(當 a、 b同時為真時，為真。 ) ——(當 a、 b中任意一個為真或同時為真時，為真。 ) . ——(當 a為真，其值為假；當 a為假，其值真。 ) ——(當 a、 b為同一邏輯常量時，為真。 ) ——(當 a、 b不為同一邏輯常量時，為真。 ) 2022/8/21 84 邏輯表達式 六、邏輯表達式的運算次序 （ P84 表 ） 運算次序為： 括號 → 算術(shù)運算 → 關(guān)系運算 → 邏輯運算 而邏輯運算： .not.→.and.→.or.→.eqv.,.neqv. 2022/8/21 85 邏輯表達式 例 1：寫出下列條件的邏輯表達式。 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 邏輯表達式 例 2：若 a=,b=,c=,d=,求下列邏輯表達式的值。 ⑴ ().and.() ① t ② f ③ f 2022/8/21 87 邏輯表達式 例 2：若 a=,b=,c=,d=,求下列邏輯表達式的值。 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語句 ) 塊 (then塊 ) endif (endif語句 ) P A 2022/8/21 89 用塊 if 實現(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 實現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu) 說明： ⑴每個塊 if中可以完整地包含一個（或多個）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