第5章 程序设计基础

,第5章程序设计基础,目录,5.1计算机程序与程序设计5.2程序设计语言5.3高级程序设计语言的特征5.4程序设计过程和方法5.5数据结构5.6Raptor流程图编程,5.1计算机程序与程序设计,计算机程序:为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的集合。,/计算圆面积的C程序#definePI3.1415926/*定义符号常量*/intmain(void)/*定义主函数*/*开始*/floatr,circle_area;/*定义变量r和circle_area*/scanf(%f,/*输出圆面积*/*结束*/,5.2程序设计语言,1,机器语言,是由“0”和“1”按照一定规则组成、能被计算机直接识别和执行的指令集合。,用机器语言编写：A=15+10,5.2程序设计语言,2,汇编语言,用符号或助记符表示不同的机器语言指令，即将机器语言符号化的语言（Symboliclanguage）,用汇编语言编写：A=15+10,5.2程序设计语言,3,高级语言,独立于机器，是面向用户或面向问题的语言。它与自然语言（英语）和数学语言很接近，更像是人类语言。如FORTRAN、C、C+语言。,用高级语言编写：A=15+10,4,编译与解释,将源程序翻译成机器语言形式的目标程序，这种“翻译”通常有两种方式：编译（Compilation）方式和解释（Interpretation）方式。编译方式和解释方式分别是通过“编译程序（Compiler）”和“解释程序（Interpreter）”完成。,编译处理过程：词法分析语法分析产生中间代码优化生成目标程序。,解释器逐条解释语句，读一条语句就解释一条，并执行一条,5.2程序设计语言,1,数据类型,基本数据类型一般有：整型（integer）、实型（real）、字符型（character）、逻辑型（logical）、指针类型（pointer）等。例如张东是字符型数据，30是整数类型，1.75是实数类型。构造数据类型一般有：数组（array）、枚举（enumeration）、结构（structure）、文件（file）等。数据类型决定了数据的取值形式、范围、在计算机中的存储方式，在不同程序设计语言中的情况有所不同。,5.3高级程序设计语言的特征,5.3高级程序设计语言的特征,2,常量与变量,常量（Constant）是指在程序执行过程中不能更改的数据。变量（Variable）是存储单元的名字。计算机内部是按内存地址访问内存单元。常量、变量都有类型。,3,运算符,算术运算符：+（加）、-（减）、*（乘）、（除）、%（求余）关系运算符：（大于）、=（大于等于）、（小于）、=0）棵互不相交的树的集合称为森林。,5.5数据结构,6,图,图（Graph）结构是复杂的非线性数据结构类型，各节点（也称顶点）之间没有父子关系。图是节点（Vertices，或Nodes）和边（Edges）的集合，通常用G=（V，E）来表示，其中V是所有节点的集合，而E代表所有边的集合。,5.6Raptor流程图编程,Raptor（theRapidAlgorithmicPrototypingToolforOrderedReasoning，用于有序推理的快速算法原型工具）是一个基于流程图的可视化编程环境。Raptor专门用于解决非可视化环境的句法困难和缺点。Raptor允许使用者用连接基本流程图符号来创建算法，然后可以在其环境下直接调试和运行算法，包括单步执行或连续执行的模式。,5.6Raptor流程图编程,1,Raptor基本程序环境,5.6Raptor流程图编程,2,Raptor基本符号,5.6Raptor流程图编程,3,输入语句,5.6Raptor流程图编程,4,处理语句,赋值语句过程调用语句,5.6Raptor流程图编程,5,输出语句,5.6Raptor流程图编程,6,运算符,5.6Raptor流程图编程,7,Raptor的数组变量,5.6Raptor流程图编程,8,Raptor的应用,本章小结,程序设计是软件生产的重要过程，程序设计方法是编程的指导思想和依据，程序设计语言是编程的根据和环境，算法是灵魂，数据结构是方法和加工的对象。程序设计语言经历了从机器语言、汇编语言、到高级语言的发展历程。机器语言面向机器编程，效率高、难理解、可移植性差。高级语言以接近于人类思维的语言编程，面向问题求解过程和方法，效率较高、易理解、可移植性强。除机器语言编写的程序外，其他语言编写的代码都需要经过编译和连接才能执行，少部分语言可以通过解释执行。程序设计的过程分为问题建模、算法设计和编码，生成源代码后，对源程序进行编译、连接、执行和调试，最后获得对问题的正确解。结构化程序设计是一种面向过程的程序设计的具体实现，采用“自顶向下，逐步求精，模块化”的设计思想，一般使用顺序结构、选择（分支）结构、循环结构实现算法，每个,本章小结(续_1),模块具有单入口、单出口。面向对象程序设计采用高度抽象的方式，比面向过程的设计在可重用性、稳定性、方法的一致性方面具有更多的优越性。程序设计的基本概念有：对象、类、封装、继承、多态等。面向对象程序设计的核心是抽象，基本特征是封装、继承、多态。数据结构研究数据间的逻辑结构，数据在存储器中的存储结构，以及对数据的各种操作方法。数据逻辑结构分为线性结构和非线性结构两种。线性结构是有限个数据通过顺序关系形成的一个有头、有尾的数据组合。栈和队列是限制操作的特殊顺序表，栈的操作是先进后出，队列的操作是先进先出。非线性结构有树和图结构，树具有层次结构，图具有网状结构。线性结构和非线性结构都可以选择顺序存储或链式存储方式。,本章小结(续_2),Raptor是一个基于流程图的可视化