Raptor软件使用说明.ppt

RAPTOR程序设计基础 可视化计算 1 学习目标 为什么学习RAPTOR系统 RAPTOR程序设计环境有那些基本概念 如何使用程序设计进行计算问题的求解 2 为什么要学习RAPTOR RAPTOR theRapidAlgorithmicPrototypingToolforOrderedReasoning 用于有序推理的快速算法原型工具 是一种基于流程图仿真的可视化的程序设计环境 为程序和算法设计的基础课程的教学提供实验环境使用RAPTOR设计的程序和算法可以直接转换成为C C Java等高级程序语言 这就为程序和算法的初学者铺就了一条平缓 自然的学习阶梯 3 使用RAPTOR的理由 可以在最大限度地减少语法要求的情形下 帮助用户编写正确的程序指令程序就是流程图 可以逐个执行图形符号 以便帮助用户跟踪指令流执行过程容易掌握用RAPTOR可以进行算法设计和验证 从而使初学者有可能理解和真正掌握 计算思维 4 RAPTOR基本程序环境 基本界面 5 四种基本符号 语句 6 变量 变量 variable 表示的是计算机内存中的位置 用于保存数据值在任何时候 一个变量只能容纳一个值在程序执行过程中 变量的值可以改变命名 以字母开头 由字母 数字 下划线组成 7 变量赋值过程 8 RAPTOR变量值的设置 基本原则 任何变量在被引用前必须存在并被赋值变量的类型由最初的赋值语句所给的数据决定设置方法通过输入语句赋值通过赋值语句的中的公式运算后赋值通过调用过程的返回值赋值 9 RAPTOR数据类型 数值 Number 如12 567 4 3 1415 0 000371字符串 String 如 Hello howareyou JamesBond Thevalueofxis 注意 本系统不能使用汉字字符 10 变量报错的原因 未定义引用 11 变量报错的原因 拼写错 12 不同类型的数据不可比较 13 RAPTOR常量 RAPTOR定义了四个常量 Constant 下列四个符号取值为固定值 不可更改 只能引用pi 圆周率 定义为3 1416e 自然对数的底 定义为2 7183true yes 布尔值 真 定义为1false no 布尔值 假 定义为0 14 给程序增加语句符号 在 start 和 End 之间的箭头上点鼠标右键 在快捷菜单可以添加语句符号 15 输入 Input 语句 输入语句的编辑 Edit 对话框提示部分变量部分 16 输入 Input 语句 输入语句在流程图中显示的状态运行时对话框 17 输出语句 执行输出语句将在主控 MasterConsole 窗口显示输出结果输出的结果可以使用或不使用换行操作其中 TheNumberIs 是输出语句的提示部分 为文本型数据两端加双引号 表示连接后面的内容 n两端无双引号表示它是一个变量 Endcurrentline选中表示下一个输出语句将另起一行 注意 提示部分文字只能用英文 不支持汉字 18 输出语句 运行程序 点击工具栏的在输入框输入数字 5输出结果出现在主控窗口 19 赋值语句 编辑 在输入语句和输出语句之间插入赋值符号 双击Set部分为接受赋值的变量或To部分为表达式 20 赋值语句 显示 流程图中的赋值语句 21 表达式 可以是任何计算单个值的简单或复杂公式是值 无论是常量或变量 和运算符的组合 例如 考虑下面的两个例子 1 x 3 9 3 2 x 3 9 3 22 内置运算符和函数 数学运算 加 减 乘 除 乘方 rem mod 求余 sqrt 开平方 log abs 对数 绝对值 ceiling floor 向下取整 向上取整 23 内置运算符和函数 三角函数 sin cos tan 正弦 余弦 正切cot arcsin arccos 余切 反正弦 反余弦arctan arccot 反正切 反余切 24 内置运算符和函数 random 伪随机数Length of求数组元素个数 求字符串长度 25 表达式计算的 优先顺序 1 计算所有函数的值 2 计算括号中表达式 3 计算乘幂 4 从左到右 计算乘法和除法 最后从左到右 计算加法和减法 26 注释 注释本身对计算机毫无意义 并不会被执行 注释的目的是增强程序的可读性 帮助他人理解你所设计的程序或算法 27 一个带注释的算法 注释的四种类型 1 编程标题2 分节描述3 逻辑描述4 变量说明 28 选择控制 29 当程序执行时 如果决策的结果是 Yes True 则执行左侧分支如果结果是 No False 则执行右侧分支 选择控制 注意选择控制语句的两个路径之一可能是空的 或包含多条语句选择控制结构在英语环境中被称为 if then 结构 30 决策表达式 决策表达式 DecisionExpressions 是一组值 常量或变量 和关系运算符的结合 期望得到YES NO这样的结果关系运算符 必须针对两个相同的数据类型值比较例如 3 4或 Wayne Sam 是有效的比较 但3 Mike 则是无效的 31 决策表达式中的运算符说明 32 级联 嵌套 选择控制 33 在选择结构里面插入选择结构 循环控制 循环 loop 控制语句允许重复执行一个或多个语句 直到某些条件变为真值 True 菱形符号中的表达式结果为 No 则执行 No 的分支 这将导致循环语句和重复要重复执行的语句可以放在菱形符号上方或下方循环控制结构在英语环境中被称为 While do 结构 34 循环测试 在循环语句中 究竟是先计算后测试 还是先测试后计算 或者在计算的过程中间进行测试 前序测试 Pre test 后续测试 Post test 中序测试 Intermediate test 35 删除图的Statement2Statement1为前置条件Statement3是主循环体如果进入了Statement3 测试条件也必须由这一部分进行修改 前序测试 36 中序测试 Statement2是主循环体之一而测试条件也是在Statement2中产生Statement3是主循环体之二 37 后续测试 删除和Statement3Statement2是主循环体而测试条件也是在Statement2中产生 38 输入验证循环之一 39 中序测试 输入验证循环之二 40 计数循环 循环按特定的次数 来执行某个代码块一个著名的缩写I T E M Initialize Test Execute Modify 初始化 测试 执行 和修改 表示可以用来检查一个循环计数器变量使用是否正确的基本过程 41 典型的循环错误 42 计数控制循环之一 43 前序测试 计数控制循环之二 44 后序测试 RAPTOR子程序与子图定义与调用 在计算机科学中 将实际问题抽象化是解决问题的关键要素之一一项研究成果表明 人类的大脑平均只能同时积极关注约4件事情 大大少于以往研究所得的7件事情的结论为了解决复杂的问题 必须能够研究问题的 主要方面 bigissues 45 组合数求解 很容易看到 求组合数需要多次求阶乘 这会造成许多重复的代码 现在将求阶乘代码独立出主程序 定义为一个子程序 在主程序运行时 需要计算某数的阶乘时就调用子程序 从而简化整个软件的组成 使结构更清晰 46 47 创建RAPTOR子程序 子程序如同一个加工厂 输入原材料 然后按设计要求处理原材料 输出产成品子程序的原材料就是一些变量 例如 in char 为统计子程序输入测试样本子程序的产成品也是变量 例如 out count 向调用它的程序返回统计结果其中 in out表示子程序的输入输出参数 48 子程序定义 子程序定义界面上的接口参数称为 形式参数 RAPTOR的子程序参数不得超过6个子程序参数可以是单个变量 也可以是数组 49 一个设计完成的子程序 50 过程调用语句 编辑 编辑对话框注意已