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大学计算机,第7章：算法与数据结构基础,算法基础,7.1,7.1.1算法的基本概念,1974年图灵奖获得者DonaldErvinKnuth:计算机科学就是算法的研究TheArtofComputerProgramming,4,7.1.1算法的基本概念,算法（Algorithm）是一组有穷的规则，它们规定了解决某一特定类型问题的一系列运算，是对解题方案的准确与完整的描述。算法是一种解决问题的方法，是数学及其应用的重要组成部分，也是计算机科学的重要基础。算法的思想有着广泛的应用性。可以这样认为菜谱是做菜肴的算法，洗衣机的使用说明书是操作洗衣机的算法，歌谱是一首歌曲的算法。因此，算法是解题的步骤，可以把算法定义成解一确定类问题的任意一种特殊的方法。在计算机科学中，算法要用计算机算法语言描述，算法代表用计算机解一类问题的精确、有效的方法。,7.1.2算法的特性,有穷性。有穷步的运算后终止确定性。运算应执行何种动作应无二义性可行性。每一步操作都应该能有效执行。例如，一个数被0除的操作就是无效的，应当避免这种操作。输入。一个算法有0个或多个输入输出。一个算法产生一个或多个输出,7.1.3算法与计算机程序,在计算机科学中，算法要用计算机算法语言描述，算法代表用计算机解一类问题的精确、有效的方法。算法+数据结构=计算机程序,7.1.4算法的控制结构与描述,1、算法的控制结构一个算法的功能不仅屈居于所选的操作，而且还与各操作之间的执行顺序有关。算法中各操作之间的执行顺序称之为算法的控制结构。一个算法一般都可以用顺序结构、分支结构、循环结构三种基本控制结构组合而成。,7.1.4算法的控制结构与描述,2、算法的描述（1）、自然语言自然语言是人们日常进行交流的语言，如汉语、英语等优点：通俗易懂，即使没有学过算法也能看懂算法执行缺点：不够严谨，容易出现歧义和错误,7.1.4算法的控制结构与描述,2、算法的描述（2）、流程图常用来描述算法的图形工具优点：直观形象，简洁明了。缺点：画起来费事，不易修改。,7.1.4算法的控制结构与描述,2、算法的描述（2）、流程图,7.1.4算法的控制结构与描述,2、算法的描述（3）、伪代码伪代码是用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述算法的工具。优点：书写方便，格式紧凑，易于理解，便于向计算机程序设计语言算法（程序）过渡，容易转换为程序设计语言。缺点：由于语言的种类繁多，伪代码的语句不容易规范，有时候会产生理解上的不一致。,7.1.5算法的设计要求,正确性程序不含语法错误程序对几组输入数据能够得出满足规格要求的结果程序对精心选择的、典型的、苛刻的、带有刁难性的几组输入数据能够得出满足规格要求的结果程序对一切合法的输入数据都能产生满足规格要求的结果可读性算法的第一目的是为了阅读和交流高效率与
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