《程序控制与算法》PPT课件.ppt

1、第3章 程序控制与算法,2,3.1表达式与运算符 3.2流程控制 3.3算法,本章要点,3,3.1表达式与运算符,3.1.1表达式 3.1.2 字面量 3.1.3运算符 3.1.4运算符的优先级,4,3.1.1表达式,一个表达式就是一个能够返回值的简单结构。最简单的表达式是变量和常量。在C#中也可以通过使用运算符、方法调用以及类型转换等，建立复杂的表达式。 建立表达式没有通用的方法，因为要取决于所用的运算符 。,5,3.1.2 字面量,字面量(literal)是原代码中书写的数字或字符串，表示一个明确类型的明确的、固定的值。 因为字面量是写进源代码的，所以它们的值必须在编译期可知。个别预定义类

2、型有自己的字面量形式： bool有两个字面量：true/false 对于引用类型变量，字面量null表示变量没有被设置内存中的引用 例子：Literals.sln,6,整数字面量,整数字面量是最常用的字面量。它们被书写为十进制数字序列，并且： 没有小数点 带有可选的后缀，指明整数的类型 例如，下面四个字面量，都是整数256。依据后缀，都被编译解释为不同的整数类型 256 /整型 256L /长整型 256U /无符号整型 256UL / 无符号长整型,7,实数字面量,实数字面量的组成如下： 10进制数字 一个可选的小数点 一个可选的指数部分 一个可选择的后缀，如下所示： float f1 =

3、256F; double d1 = 256.714; double d2 = .3548; double d3 = 6.328-26;,8,字符字面量,字符字面量由单引号内的字符表示组成。字符字面量可以是下面的任意一种：单个字符、一个简单转义序列、一个十六进制转义序列或一个Unicode转义序列。 字符字面量是类型是char 简单转义序列是一个反斜杠后面跟着单个字符 十六进制转义序列是一个反斜杠，后面跟着一个大写或小写的x，后面跟着多至四个十六进制数字 Unicode转义序列是一个反斜杠，后面跟着一个大写或小写的u，后面跟着多至四个十六进制数字,9,字符字面量,例如： char c1 = d;

4、 /单个字符 char c1 = n; /简单转义序列 char c1 = x0061; /十六进制转义序列 char c1 = u005a; /转义序列,10,字符串字面量,字符串字面量使用双引号标记。有两种字符串字面量类型： 规则字符串字面量 逐字字符串字面量,11,字符串字面量,规则字符串字面量由双引号内的字符序列组成，它包含： 字符 简单转义序列 十六进制和Unicode转义序列 逐字字符串字面量的书写如同规则字符串字面量，但以一个字符为前缀，它有如下特征： 逐字字面量与规则字符串字面量区别在于转义字符串不会被求值。在双引号内的所有东西，包括通常被认为是转义序列的东西，都被严格按字符串

5、列出的那样打印 逐字字面量的唯一例外是相邻的双引号组，它们被解释为单个双引号字符 例子：StringLiteral.sln,12,3.1.3运算符,运算符是用来完成一个动作的特定语言的语法记号。 1.简单算术运算符 2.求余运算符 3.关系比较运算符和相等比较运算符 4.递增运算符和递减运算符 5.条件逻辑运算符 6.逻辑运算符 7. 赋值运算符 8. 条件运算符 9. 一元算术运算符 10. typeof运算符,13,简单算术运算符,简单算术运算符执行基本四则算术运算。 这些运算符都是二元左结合运算符。,14,求余运算符,求余运算符(%)用第二个操作数除第一个操作数，忽略商，并返回余数。求余

6、运算符是二元左结合运算符。 0 % 3 = 0 1 % 3 = 1 2 % 3 = 2 3 % 3 = 0 4 % 3 = 1,15,求余运算符,求余运算符还可以用于实数以得到实余数。 0.0f % 1.5f = 0 0.5f % 1.5f = 0.5 1.0f % 1.5f = 1 1.5f % 1.5f = 0 2.0f % 1.5f = 0.5 2.5f % 1.5f = 1,16,关系比较运算符和相等比较运算符,关系比较运算符和相等比较运算符是二元运算符并结合，比较它们的操作数并返回bool值。,17,比较操作和相等性操作,当比较大多数引用类型的相等性时，只有引用被比较。 如果引用相等

7、，也就是说，如果它们指向内存中相同的对象，那么相等性比较为true,否则为false，这称为浅比较,18,比较操作和相等性操作,在图的左边，a和b两者的引用是相同的，所以比较返回true 在图的右边，引用不相同，所以即使两个AClass对象的内容完全相同，比较也会返回false.,19,比较操作和相等性操作,string类型对象也是引用类型，但它的比较方式不同。比较字符串的相等性时，比较它们的长度和大小写敏感的内容。 如果两个字符串有相同的长度和相同大小写敏感的内容，那么相等性比较返回true，即使它们占有不同的内存，这称为深比较 委托也是引用类型，并且也使用深比较。,20,递增运算符和递减运

8、算符,递增运算符对操作数加1。递减运算符对操作数减1。这些运算符是一元的，并有两种形式：前置形式和后置形式。,21,递增运算符和递减运算符,22,条件逻辑运算符,逻辑运算符用于比较或否定它们的操作数的逻辑值，并返回结果逻辑值。逻辑与(AND)和逻辑或(OR)运算符是二元运算符。逻辑非(NOT)是一元运算符。,23,条件逻辑运算符,bVal = (1 = 1) / bVal为false,24,条件逻辑运算符,条件逻辑运算符运用“短路(short circuit)”模式操作，意思是，如果计算Expr1之后结果已经确定了，那么它会跳过Expr2的值。 bool bVal; bVal = (1 = 2

9、) / true,25,逻辑运算符,按位逻辑运算符通常用于设置比特(bit)形式的方法参数。这些运算符除按位非以外，都是二元左结合运算符，按位非是一元运算符。,26,逻辑运算符,byte x = 12, y = 10; sbyte a; a = x / a = -13,27,赋值运算符,赋值运算符对运算符右边的表达式求值，并用该值设置运算符左边的变量表达式。赋值运算符是二元结合运算符。赋值运算符如下表所示：,28,赋值运算符,29,条件运算符,条件运算符是一种强大且简洁的方法，基于条件的结果，返回两个值之一。条件运算符是三元运算符。 条件运算符语法如下所示，它有一个测试表达式和两个结果表达式：

10、 Condition ? Expression1 : Expression2 Condition必须返回一个bool型值 如果Condition求值为true，那么Expression1被求值并返回。否则，Expression2被求值并返回。,30,条件运算符,intVar = x y ? 5 :10; 条件运算符可以和ifelse结构相比。例如： if(x y) intVar = 5; else intVar = 10; ,31,一元运算符,一元运算符设置数字值的符号： 一元运算符简单返回操作数的值 一元负运算符返回0减操作数得到的值,32,typeof运算符,typeof运算符返回作为它的

11、参数的任何类型的System.Type类型。通过这个对象，可以得到类型的特征（对任何已知类型，只有一个System.Type对象）。Typeof运算符是一元运算符。 例子：TypeofSample.sln,33,3.1.4运算符的优先级,运算规则：优先级高的运算符在优先级低的运算符之前求值，优先级相同时自左向右求值。,34,3.2流程控制,Bohm和Jacopini的工作证明，任何程序流程均可以用如下三种控制结构实现： 1顺序结构 2选择结构 3循环结构,35,3.2.1顺序结构,通常，程序中的语句是按照编写时写入的顺序一条接一条地执行的，这一过程称为顺序执行（sequential execu

12、tion）。 顺序执行的C#代码通常以程序块为独立的单位。C#程序块是以一对大括号括起的任意数量的简单语句，程序块可以嵌套使用 。,36,3.2.2选择结构,C#提供的两种选择结构（也可称为条件控制结构）： 1.if语句 2.switch语句,37,3.2.2选择结构,1.if语句,简单if语句,38,3.2.2选择结构,If-else语句,39,3.2.2选择结构,（3）嵌套的if语句,40,3.2.2选择结构,2.switch语句,41,3.2.2选择结构,2.switch语句 switch语句以关键字switch开始，后跟计算选择值的表达式，然后跟着关键字case开始的各个分支。 swi

13、tch语句被执行时，表达式首先被计算，根据它的值，其中某个case分支可以被执行。 switch语句中的每个分支都以case和一个值开始。这个值必须是常量，而不能是不确定的变量。,42,3.2.2选择结构,switch语句与if语句的比较： 当需要在多个条件中选择时，简洁的switch语句要比if的嵌套语句更方便。 switch语句要输入的关键字少； switch语句“视觉清晰”并且更容易维护； 不必担心分支的分隔规则，因为switch语句的每一个分支都是用分号结束； switch语句更容易维护，因为增加一个分支时要做的只是插入几行； 通过表达式的选择switch语句更易说明哪个值对应哪个要执

14、行的分支 。,43,3.2.3循环结构,循环结构（或称为重复结构）是使用条件表达式来控制一个（一组）动作的重复执行的。C#语言中支持的循环语句包括： 1. while循环 2. do-while循环 3. for循环,44,1. while 循环 While循环是最常用的程序设计结构之一，可以用它去模拟很多其他结构。While循环是最有用的程序设计工具之一，每个程序员都必须掌握它。 while 循环的一般语法如下： while (布尔表达式) 语句; ,45,2. do-while循环 当至少要执行一次或更多次循环时，使用do-while循环较方便。要记住，如果while循环的起始条件检查为f

15、lase，则一次循环也不执行。while循环条件检查是先于循环中其他语句执行的，而do-while循环的条件检查则位于循环体语句序列的尾部。因此，循环体至少要执行一次，即使循环条件在第一次检查时就为假也是如此。,46,do-while循环的语法如下： do if () flag = true; else flag = false; while (flag = true);,47,3. for循环 for循环是计数步进循环，计数变量跟踪通过循环的重复次数，循环的重复是从计数器的开始值到预定的终止值。根据每次通过循环时计数器的变化（增或者减），又可以将for循环分为增量for循环和减量for循环。

16、,48,for循环的一般语法如下： for ( 初值表达式 ; 布尔表达式 ; 步进表达式 ) 语句; ,49,3.2.4跳转语句,当控制流到达跳转语句时，程序执行被无条件转移到程序的另一部分。跳转语句有： break continue return goto throw,50,break语句,break语句被用到switch语句中，它还能被用在下列语句类型中： for foreach while do,51,continue语句,continue语句导致程序执行转到类型循环的最内层封装循环(innermost enclosing statement)的顶端：,52,3.2.5using语句,

17、某些类型的非托管对象有数量限制或很耗费资源。对这些对象来说，重要的是在代码使用完它们后，尽可能快地释放它们。然而，using语句有助于简化该过程并确保这些资源被适当地处置。 资源是一个实现了System.IDisposable接口的类或结构。IDisposable接口含有单独一个名称为Dispose的方法。,53,3.2.5using语句,使用资源的阶段如下所示： 分配资源 使用资源 处置资源,54,3.2.5using语句,如果正在使用资源的那部分代码中产生一个意外的运行时错误，那么处置资源的代码可能得不到执行。,55,资源的包装使用,using语句帮助减少意外的运行时错误带来的潜在问题，它

18、整洁地包装了资源的使用。 有两种形式的using语句。第一形式如下： 圆括号内的代码分配资源 statement是使用资源的代码 using语句隐式产生处置该资源的代码,56,资源的包装使用,意外的运行时错误称为异常。处理可能的异常的标准方法是把可能导致异常的代码放进一个try块中，并把任何无论有没有异常都必须执行的代码放进一个finally块中。,57,资源的包装使用,这种形式的using语句确实是这么做的，它执行下列内容： 分配资源 把statement放进try块 创建资源的Dispose方法的调用，并把它放进finally块,58,using语句的示例,在这个示例中，使用using语句

19、两次， 一次对名称为TextWriter的类，一次对名称为TextReader的类，它们都来自System.IO命名空间，两个类都实现了IDisposable接口，这是using语句的要求。 例子：UsingStatement.sln,59,多个资源和嵌套,using语句还可以被用于相同类型的多个资源，资源声明用逗号隔开。 例子：UsingStatementNesting.sln,60,using语句的另一种形式,using语句的另一种形式如下： 在这种形式中，资源在using语句之前声明。,61,using语句的另一种形式,虽然这种形式也能确保对资源的使用结束后Dispose方法总是被调用，

20、但它不能防止在using语句已经释放了它的非托管资源之后使用该资源，把它留在一种不一致的状态。因此，它提供了较少的保护，而且不推荐使用。,62,using语句的另一种形式,63,3.3 算法,算法的英文单词为“Algorithm” lgrim 。这个单词一直到1957年之前，在韦氏新世界词典中还未出现，我们只能找到带有它的古代涵义的“Algorism（算术）”，指的是用阿拉伯数字进行算术运算的过程。一本早期的德文数学词典数学大全辞典，给出了另一个单词“Algorithmus”的如下定义：“在这个名称之下，组合了四种类型的算术计算的概念，即加法、乘法、减法、除法”。,64,五个重要的特征： 确切

21、性（No ambiguity） 算法的每一步骤必须有确切的定义。而不应该有二义性，例如，在算法中不能出现诸如“赋值为100或1000”。 输入（Input） 有0个或多个输入，用于初始化运算对象。所谓0个输入是指无需输入条件，而算法本身定出了初始条件。 输出（Output） 没有输出的算法是毫无意义的。一个算法应该有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后的结果。,65,可行性（Feasibility） 算法原则上能够精确地运行，而且对于算法中的每种运算，在原理上人们应该能用笔和纸做有限次运算后完成。 有穷性（Finite） 算法必须保证执行有限步之后结束。只具有前面四个特征的规则集合，称不上算法。例如，尽管操作系统能完成很多任务，但是它的计算过程并不终止，而是无穷无尽的执行、等