第10章 程序设计基础.ppt

l掌握程序及程序设计的概念l掌握算法的概念和描述方法l掌握程序设计的三种基本结构l了解常用的程序设计语言l掌握程序设计的基本方法（Visual Basic 6.0）10.1.1 程序程序 (1)定义：定义：完成或解决某一问题的方法和步骤。完成或解决某一问题的方法和步骤。主要包括两方面的内容：主要包括两方面的内容：做什么做什么和和怎么做怎么做(2)程序的特点程序的特点目的性目的性分布性分布性有限性有限性操作性操作性有序性有序性 10.1 程序和程序设计10.1 程序和程序设计 10.1.2 程序设程序设计计（1 1）定义：）定义：）定义：）定义：设计、编制、调试设计、编制、调试设计、编制、调试设计、编制、调试程序的过程程序的过程程序的过程程序的过程（2 2）程序）程序）程序）程序设计的步骤设计的步骤设计的步骤设计的步骤分析问题，分析问题，分析问题，分析问题，确定解决确定解决确定解决确定解决方案方案方案方案建立数学建立数学建立数学建立数学模型模型模型模型确定算法确定算法确定算法确定算法编写源程编写源程编写源程编写源程序序序序程序调试程序调试程序调试程序调试整理资料整理资料整理资料整理资料注意：注意：在程序开发在程序开发在程序开发在程序开发过程中，上述步骤过程中，上述步骤过程中，上述步骤过程中，上述步骤可能有反复，如果可能有反复，如果可能有反复，如果可能有反复，如果发现程序有错，就发现程序有错，就发现程序有错，就发现程序有错，就要逐步向前排查错要逐步向前排查错要逐步向前排查错要逐步向前排查错误，修改程序。情误，修改程序。情误，修改程序。情误，修改程序。情况严重时可能会要况严重时可能会要况严重时可能会要况严重时可能会要求重新认识问题和求重新认识问题和求重新认识问题和求重新认识问题和重新设计算法。重新设计算法。重新设计算法。重新设计算法。10.1 程序和程序设计 10.1.3 结构化结构化程序设计的基程序设计的基本原则本原则（1 1）模块）模块）模块）模块化程序设计概念化程序设计概念化程序设计概念化程序设计概念模块模块模块模块与模块化设计与模块化设计与模块化设计与模块化设计（2 2）程序）程序）程序）程序设计的风格设计的风格设计的风格设计的风格良好的程序设良好的程序设良好的程序设良好的程序设计风格，是在程序计风格，是在程序计风格，是在程序计风格，是在程序设计的全过程中逐设计的全过程中逐设计的全过程中逐设计的全过程中逐步养成的，它主要步养成的，它主要步养成的，它主要步养成的，它主要表现在：表现在：表现在：表现在：程序设计程序设计程序设计程序设计的风格、程序设计的风格、程序设计的风格、程序设计的风格、程序设计语言运用的风格、语言运用的风格、语言运用的风格、语言运用的风格、程序文本的风格以程序文本的风格以程序文本的风格以程序文本的风格以及输入及输入及输入及输入/输出的风输出的风输出的风输出的风格格格格4 4个方面。个方面。个方面。个方面。10.1 程序和程序设计（3 3）结构）结构）结构）结构化程序设计的原则化程序设计的原则化程序设计的原则化程序设计的原则 结构化程序设结构化程序设结构化程序设结构化程序设计是荷兰学者迪克计是荷兰学者迪克计是荷兰学者迪克计是荷兰学者迪克特拉（特拉（特拉（特拉（DijkstraDijkstra）提出的，它规定了提出的，它规定了提出的，它规定了提出的，它规定了一套方法，使程序一套方法，使程序一套方法，使程序一套方法，使程序具有合理的结构，具有合理的结构，具有合理的结构，具有合理的结构，以保证和验证程序以保证和验证程序以保证和验证程序以保证和验证程序的正确性。的正确性。的正确性。的正确性。结构化程序设计方结构化程序设计方法的主要原则可以法的主要原则可以概括为概括为“自顶向下，自顶向下，逐步求精，模块化逐步求精，模块化和限制使用和限制使用Go ToGo To语句语句”。10.1 程序和程序设计 10.1.4 面向对面向对象的程序设计象的程序设计 面向对象的程面向对象的程序设计（序设计（Object Object Oriented Oriented ProgrammingProgramming，OOPOOP）是）是2020世纪世纪8080年代提出的，年代提出的，它汲取了结构化程它汲取了结构化程序设计中好的思想，序设计中好的思想，引入了新的概念和引入了新的概念和思维方式，从而给思维方式，从而给程序设计工作提供程序设计工作提供了一种全新的方法。了一种全新的方法。10.1 程序和程序设计 10.1.4 面向对面向对象的程序设计象的程序设计（1 1）对象）对象）对象）对象 在面向对象程序设计中，问题的分析一般以对象及对象间的自然联系为依据。客观世界由实体及其实体之间的联系所组成。其中客观世界中的实体称为问题域的对象。例如，一本书、一辆汽车等都是一个对象。（2 2）面向）面向）面向）面向对象技术的特点对象技术的特点对象技术的特点对象技术的特点 可重用性可重用性可重用性可重用性 可维护性可维护性可维护性可维护性 表示方法表示方法表示方法表示方法的一致性的一致性的一致性的一致性 10.2 算法 10.2.1 算法的算法的概念概念 算法是程序算法是程序算法是程序算法是程序设计的精髓，可以设计的精髓，可以设计的精髓，可以设计的精髓，可以把它定义成在有限把它定义成在有限把它定义成在有限把它定义成在有限步骤内求解某一问步骤内求解某一问步骤内求解某一问步骤内求解某一问题所使用的一组定题所使用的一组定题所使用的一组定题所使用的一组定义明确的规则。义明确的规则。义明确的规则。义明确的规则。计算机科学计算机科学计算机科学计算机科学家、家、家、家、PASCALPASCAL语言语言语言语言的发明者尼克劳斯的发明者尼克劳斯的发明者尼克劳斯的发明者尼克劳斯 沃思（沃思（沃思（沃思（NiklausNiklaus WirthWirth）曾提出一）曾提出一）曾提出一）曾提出一个著名的公式：算个著名的公式：算个著名的公式：算个著名的公式：算法法法法+数据结构数据结构数据结构数据结构=程序。程序。程序。程序。制定一个算制定一个算制定一个算制定一个算法，一般要经过设法，一般要经过设法，一般要经过设法，一般要经过设计、表示、确认、计、表示、确认、计、表示、确认、计、表示、确认、分析、验证等阶段。分析、验证等阶段。分析、验证等阶段。分析、验证等阶段。10.2 算法 10.2.2 算法的算法的特征特征确定性确定性确定性确定性 可行性可行性可行性可行性 输入输入输入输入 输出输出输出输出 有穷性有穷性有穷性有穷性10.2 算法 10.2.3 算法的算法的描述描述（1 1）自然语）自然语）自然语）自然语言言言言（2 2）伪码）伪码）伪码）伪码（3 3）流程图）流程图）流程图）流程图流程图是一流程图是一流程图是一流程图是一种传统的算法表示种传统的算法表示种传统的算法表示种传统的算法表示法，它利用几何图法，它利用几何图法，它利用几何图法，它利用几何图形的框来代表各种形的框来代表各种形的框来代表各种形的框来代表各种不同性质的操作，不同性质的操作，不同性质的操作，不同性质的操作，用流程线来指示算用流程线来指示算用流程线来指示算用流程线来指示算法的执行方向。法的执行方向。法的执行方向。法的执行方向。10.2 算法 10.2.3 算法的算法的描述描述 例例例例10.110.1 用流程图用流程图用流程图用流程图描述描述描述描述“对两个数按对两个数按对两个数按对两个数按照从大到小的顺序照从大到小的顺序照从大到小的顺序照从大到小的顺序输出输出输出输出”的算法。的算法。的算法。的算法。10.2 算法（4 4）N-SN-S结结结结构图构图构图构图N-SN-S结构图是结构图是结构图是结构图是美国的两位学者美国的两位学者美国的两位学者美国的两位学者IkeIkeNassiNassi和和和和BenBenSchneidermanSchneiderman提提提提出的。他们认为，出的。他们认为，出的。他们认为，出的。他们认为，既然任何算法都是既然任何算法都是既然任何算法都是既然任何算法都是由顺序结构、选择由顺序结构、选择由顺序结构、选择由顺序结构、选择（分支）结构和循（分支）结构和循（分支）结构和循（分支）结构和循环结构环结构环结构环结构3 3种基本程种基本程种基本程种基本程序结构组成，所以序结构组成，所以序结构组成，所以序结构组成，所以各基本结构之间的各基本结构之间的各基本结构之间的各基本结构之间的流程线就是多余的，流程线就是多余的，流程线就是多余的，流程线就是多余的，因此，因此，因此，因此，N-SN-S图用一图用一图用一图用一个大矩形框来表示个大矩形框来表示个大矩形框来表示个大矩形框来表示算法，它是算法的算法，它是算法的算法，它是算法的算法，它是算法的一种结构化描述方一种结构化描述方一种结构化描述方一种结构化描述方法，是一种适合于法，是一种适合于法，是一种适合于法，是一种适合于结构化程序设计的结构化程序设计的结构化程序设计的结构化程序设计的流程图。流程图。流程图。流程图。10.2 算法（4 4）N-SN-S结结结结构图构图构图构图例题例题例题例题10.110.1的的的的N-N-S S结构图描述如下：结构图描述如下：结构图描述如下：结构图描述如下：10.3 程序的基本控制结构 10.3.1 顺序顺序顺序结构是依顺序结构是依顺序结构是依顺序结构是依据语句出现的前后据语句出现的前后据语句出现的前后据语句出现的前后次序依次执行的一次序依次执行的一次序依次执行的一次序依次执行的一种语句结构。这种种语句结构。这种种语句结构。这种种语句结构。这种结构的特点是：程结构的特点是：程结构的特点是：程结构的特点是：程序从入口点开始，序从入口点开始，序从入口点开始，序从入口点开始，按顺序执行所有操按顺序执行所有操按顺序执行所有操按顺序执行所有操作，直到出口点处。作，直到出口点处。作，直到出口点处。作，直到出口点处。流程图如下：流程图如下：流程图如下：流程图如下：10.3 程序的基本控制结构10.3.2 选择选择（分支）结构（分支）结构选择结构是指选择结构是指选择结构是指选择结构是指程序的处理步骤出程序的处理步骤出程序的处理步骤出程序的处理步骤出现了分支，它需要现了分支，它需要现了分支，它需要现了分支，它需要根据某一特定的条根据某一特定的条根据某一特定的条根据某一特定的条件选择其中的一个件选择其中的一个件选择其中的一个件选择其中的一个分支执行。这种结分支执行。这种结分支执行。这种结分支执行。这种结构的特点是：根据构的特点是：根据构的特点是：根据构的特点是：根据所给定的选择条件所给定的选择条件所给定的选择条件所给定的选择条件的真与假，来决定的真与假，来决定的真与假，来决定的真与假，来决定从不同的分支中执从不同的分支中执从不同的分支中执从不同的分支中执行某一分支的相应行某一分支的相应行某一分支的相应行某一分支的相应操作，并且任何情操作，并且任何情操作，并且任何情操作，并且任何情况下都有况下都有况下都有况下都有“无论分无论分无论分无论分支多寡，必择其一；支多寡，必择其一；支多寡，必择其一；支多寡，必择其一；纵然分支众多，仅纵然分支众多，仅纵然分支众多，仅纵然分支众多，仅选其一选其一选其一选其一”的特性。的特性。的特性。的特性。10.3 程序的基本控制结构10.3.2 选择选择（分支）结构（分支）结构流程图如下流程图如下流程图如下流程图如下:单分支结构单分支结构双分支结构双分支结构多分支结构多分支结构 10.3 程序的基本控制结构10.3.3 循环结循环结构构程序设计中的程序设计中的程序设计中的程序设计中的循环，是指在程序循环，是指在程序循环，是指在程序循环，是指在程序设计中，从某处开设计中，从某处开设计中，从某处开设计中，从某处开始有规律地反复执始有规律地反复执始有规律地反复执始有规律地反复执行某一操作块（或行某一操作块（或行某一操作块（或行某一操作块（或程序块）的现象，程序块）的现象，程序块）的现象，程序块）的现象，并称重复执行的该并称重复执行的该并称重复执行的该并称重复执行的该操作块（或程序块）操作块（或程序块）操作块（或程序块）操作块（或程序块）为它的循环体。为它的循环体。为它的循环体。为它的循环体。10.3 程序的基本控制结构10.3.3 循环结循环结构构流程图如下流程图如下流程图如下流程图如下:“当当”型循环结构型循环结构“直到直到”型循环结构型循环结构10.4 常用程序设计语言简介10.4.1 程序设程序设计语言计语言要让计算机完要让计算机完要让计算机完要让计算机完成某项任务，就必成某项任务，就必成某项任务，就必成某项任务，就必须通过某种工具须通过某种工具须通过某种工具须通过某种工具（方式）告诉计算（方式）告诉计算（方式）告诉计算（方式）告诉计算机工作的每一步内机工作的每一步内机工作的每一步内机工作的每一步内容和方法，这就是容和方法，这就是容和方法，这就是容和方法，这就是前面说过的前面说过的前面说过的前面说过的“程程程程序序序序”，所使用的这，所使用的这，所使用的这，所使用的这种种种种“工具工具工具工具”就是程就是程就是程就是程序设计语言。序设计语言。序设计语言。序设计语言。一般来说，程一般来说，程一般来说，程一般来说，程序设计语言还包含序设计语言还包含序设计语言还包含序设计语言还包含4 4种基本成分。种基本成分。种基本成分。种基本成分。数据成分。数据成分。数据成分。数据成分。用于描述程用于描述程用于描述程用于描述程序所涉及的序所涉及的序所涉及的序所涉及的数据。数据。数据。数据。运算成分。运算成分。运算成分。运算成分。用于描述程用于描述程用于描述程用于描述程序中所包含序中所包含序中所包含序中所包含的运算。的运算。的运算。的运算。控制成分。控制成分。控制成分。控制成分。用于描述程用于描述程用于描述程用于描述程序中所包含序中所包含序中所包含序中所包含的控制。的控制。的控制。的控制。传输成分。传输成分。传输成分。传输成分。用于表达程用于表达程用于表达程用于表达程序中数据的序中数据的序中数据的序中数据的传输。传输。传输。传输。10.4 常用程序设计语言简介 （1 1）机器语言）机器语言）机器语言）机器语言a.形式特点：由形式特点：由0，1序列组成的指序列组成的指令系统令系统b.不需要任何翻不需要任何翻译工作，执行效率译工作，执行效率高高c.难记、难认、难记、难认、难理解，程序开发难理解，程序开发效率底，易出错、效率底，易出错、难调试难调试d.不同的计算机不同的计算机结构具有不同的指结构具有不同的指令系统令系统(不同的机不同的机器具有不同的语言器具有不同的语言)10.4.1 程序设程序设计语言计语言（2 2）汇编语言）汇编语言）汇编语言）汇编语言 a.形式特点：由一套简单的助记符来表示不同的机形式特点：由一套简单的助记符来表示不同的机器指令器指令b.需要相应的翻译机制需要相应的翻译机制(汇编系统汇编系统)c.抽象层次高一些，容易理解些，程序生产效率高抽象层次高一些，容易理解些，程序生产效率高d.不同的计算机结构具有不同的汇编系统不同的计算机结构具有不同的汇编系统 10.4 常用程序设计语言简介（3 3）高级语言高级语言高级语言高级语言a.形式特点：形式特点：基本用算数和逻辑表达式以及其他的控制语基本用算数和逻辑表达式以及其他的控制语句来实现句来实现 b.高级语言编写的源程序要经过解释或编译后才可由计算高级语言编写的源程序要经过解释或编译后才可由计算机执行。机执行。解释方式解释方式：即让计算机运行解释程序，解释程序逐句取出源程序中的语句，对它作解释执行，输入数据，产生结果。编译方式：编译方式：即先运行编译程序，将源程序全部翻译为计算机可直接执行的二进制程序（称为目标程序）；然后让计算机执行目标程序，输入数据，产生结果 c.表达能力强，编程效率高表达能力强，编程效率高d.不依赖于具体的机器，依赖于不同机器上的编译系统不依赖于具体的机器，依赖于不同机器上的编译系统10.4 常用程序设计语言简介10.4 常用程序设计语言简介10.4.2 常用的程序设计语言常用的程序设计语言（1 1）C C语言语言（2 2）C+C+（3 3）Visual BasicVisual Basic（4 4）JavaJava10.5 Visual Basic 6.0初步 10.5.1 Visual Basic 6.0的界面的界面 10.5 Visual Basic 6.0初步 10.5.2 Visual Basic语言基础语言基础 （1 1）变量）变量）变量）变量变量是用来存放程序运行过程中用到的各种原始数据、中间数变量是用来存放程序运行过程中用到的各种原始数据、中间数变量是用来存放程序运行过程中用到的各种原始数据、中间数变量是用来存放程序运行过程中用到的各种原始数据、中间数据、最终结果。它是内存中存储单元的符号地址，在整个程序的执据、最终结果。它是内存中存储单元的符号地址，在整个程序的执据、最终结果。它是内存中存储单元的符号地址，在整个程序的执据、最终结果。它是内存中存储单元的符号地址，在整个程序的执行过程中，变量的值是可以变化的行过程中，变量的值是可以变化的行过程中，变量的值是可以变化的行过程中，变量的值是可以变化的。定义变量的语句格式为：定义变量的语句格式为：定义变量的语句格式为：定义变量的语句格式为：DIM|PUBLIC|DIM|PUBLIC|PRIVATE|STATICPRIVATE|STATIC变量名变量名变量名变量名ASAS数据类型数据类型数据类型数据类型 （2 2）常量）常量）常量）常量常量是指在程序运行过程中保持不变的量。常量是指在程序运行过程中保持不变的量。常量是指在程序运行过程中保持不变的量。常量是指在程序运行过程中保持不变的量。定义符号常量的语句格式为：定义符号常量的语句格式为：定义符号常量的语句格式为：定义符号常量的语句格式为：CONSTCONST常量名常量名常量名常量名=表达式表达式表达式表达式10.5 Visual Basic 6.0初步（3 3）运算符）运算符）运算符）运算符10.5 Visual Basic 6.0初步（3 3）运算符）运算符）运算符）运算符 在在VisualBasic的表达式中有很多运算符，处理顺的表达式中有很多运算符，处理顺序是：首先处理算术运算，其次处理比较运算，然后处序是：首先处理算术运算，其次处理比较运算，然后处理逻辑运算。同类运算符按由高到低的处理顺序如下：理逻辑运算。同类运算符按由高到低的处理顺序如下：算术运算：算术运算：、*、/、Mod、+、比较运算：无优先级比较运算：无优先级逻辑运算：逻辑运算：Not、And、Or10.5 Visual Basic 6.0初步 10.5.3 Visual Basic基本语句基本语句 （1 1）赋值语句）赋值语句）赋值语句）赋值语句格式：格式：格式：格式：=（2 2）If If语句语句语句语句格式：格式：格式：格式：IfIfThenThen1ElseElse2EndIfEndIf 10.5 Visual Basic 6.0初步 10.5.3 Visual Basic基本语句基本语句 （3 3）SelectCaseSelectCase语句语句语句语句 格式：格式：格式：格式：SelectCaseSelectCase CaseCase11CaseCase22CaseElseCaseElse+1EndSelectEndSelect10.5 Visual Basic 6.0初步 （4 4）“当当当当”型循环语句型循环语句型循环语句型循环语句格式：格式：格式：格式：WhileWhile WendWend（5 5）“直到直到直到直到”型循环语句型循环语句型循环语句型循环语句 格式：格式：格式：格式：DoDo ExitDoExitDoLoopLoopWhile|UntilWhile|Until 10.5 Visual Basic 6.0初步（6 6）“步长步长步长步长”型循环语句型循环语句型循环语句型循环语句 格式：格式：格式：格式：ForFor=ToTo StepStep ExitForExitForNextNext（7 7）PrintPrint方法方法方法方法 格式：格式：格式：格式：.Print.Print功能：功能：功能：功能：在指定的对象中显示在指定的对象中显示在指定的对象中显示在指定的对象中显示“输出项表输出项表输出项表输出项表”的值的值的值的值 10.5 Visual Basic 6.0初步 10.5.4 程序实例程序实例 例例例例10.210.2 已知三角已知三角已知三角已知三角形的三边长形的三边长形的三边长形的三边长a a、b b、c c，计算三角形的，计算三角形的，计算三角形的，计算三角形的面积面积面积面积s s。（1 1）分析问题，）分析问题，）分析问题，）分析问题，确定算法确定算法确定算法确定算法利用海伦公式利用海伦公式利用海伦公式利用海伦公式 s=即可计算三角形面即可计算三角形面即可计算三角形面即可计算三角形面积，其中积，其中积，其中积，其中p p为半周为半周为半周为半周长：长：长：长：p=(a+b+c)/2p=(a+b+c)/2（2 2）设定控件属）设定控件属）设定控件属）设定控件属性和作用性和作用性和作用性和作用（3 3）编写源代码）编写源代码）编写源代码）编写源代码（4 4）调试与运行）调试与运行）调试与运行）调试与运行10.5 Visual Basic 6.0初步 例例例例10.310.3 计算计算计算计算1+2+3+1001+2+3+100的的的的和。和。和。和。（1 1）分析问题，）分析问题，）分析问题，）分析问题，确定算法确定算法确定算法确定算法要求和的数值要求和的数值要求和的数值要求和的数值是一个差值为是一个差值为是一个差值为是一个差值为1 1的的的的等差数列，起始值等差数列，起始值等差数列，起始值等差数列，起始值为为为为1 1，终值为，终值为，终值为，终值为100100，利用，利用，利用，利用“步长步长步长步长”型型型型循环语句就可以计循环语句就可以计循环语句就可以计循环语句就可以计算。算。算。算。（2 2）设定控件属）设定控件属）设定控件属）设定控件属性和作用性和作用性和作用性和作用（3 3）编写源代码）编写源代码）编写源代码）编写源代码（4 4）调试与运行）调试与运行）调试与运行）调试与运行