第4章程序设计基础.ppt

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1、第四章第四章 逻辑思维与计算机解题逻辑思维与计算机解题关系运算符与关系表达式关系运算符与关系表达式枚举的概念与思路枚举的概念与思路循环结构循环结构分支结构分支结构逻辑问题及其解法逻辑问题及其解法内内 容容 要要 点点 谁做的好事？谁做的好事？A 说：不是我。说：不是我。B 说：是说：是 C。C 说：是说：是 D。D 说：他胡说。说：他胡说。已知四个人中只有一个人做了好事，三个人说的是真话，已知四个人中只有一个人做了好事，三个人说的是真话，一个人说的是假话。现在要根据这些信息，找出做了好事一个人说的是假话。现在要根据这些信息，找出做了好事的人。的人。【任务任务4.1】关系运算符有如下关系运算符有

2、如下6个：个：=大于等于大于等于 大于大于 =等于等于 =小于等于小于等于 小于小于 !=不等于不等于4.1 关系运算符和关系表达式关系运算符和关系表达式/*/*功 能：为理解关系运算而编制的小程序 */*时 间：2010年3月17日 */*#include using namespace std;int main()cout 23 2的逻辑值是的逻辑值是2)(3 2),1,1为真为真endl;cout=23=2的逻辑值是的逻辑值是=2)(3=2),1,1为真为真endl;cout3=23=2的逻辑值是的逻辑值是(3=2)(3=2),0,0为假为假endl;cout3 23 2的逻辑值是的逻辑

3、值是(3 2)(3 2),0,0为假为假endl;cout3=23=2的逻辑值是的逻辑值是(3=2)(3=2),0,0为假为假endl;cout3!=23!=2的逻辑值是的逻辑值是(3!=2)(3!=2),1,1为真为真endl;return 0;程序运行结果是：程序运行结果是：关系表达式的一般格式：关系运算符关系运算符 例如：表达式 b c 在程序中系统要测试由关系表达式所表示的关系是否成立，成立为真真(true)，不成立为假假(false)。关系表达式是有值的，这个值非 0 即 1。关系表达式成立，其值为关系表达式成立，其值为 1；否则，其值为；否则，其值为 0。结合【任务4.1】，将四个

4、人说的四句话写成关系表达式：使用关系表达式解决问题：使用关系表达式解决问题：说话人说话人说的话说的话写成关系表达式写成关系表达式A“不是我不是我”thisman!=AB“是是C”thisman=CC“是是D”thisman=DD“他胡说他胡说”thisman!=Dchar thisman;char thisman;/thismanthisman 表示要寻找的做了好事的人表示要寻找的做了好事的人 /定义为字符变量定义为字符变量 在 C/C+中，字符在存储单元中是以 ASCII 码的形式存放的。因此，用赋值语句thisman=A;与thisman=65;两者是等效的，在以thisman为标识的存储

5、单元中存的是数字 65（41H）。/*/*功 能：验证A和65是否相等 */*时 间：2010年3月17日 */*#include using namespace std;int main()char thisman;char thisman;/声明字符变量 thismanthisman=A;thisman=A;/thisman赋值为Acout 65=A 65=A 关系表达式的值为关系表达式的值为 (65=A),1,1为真。为真。endl;return 0;结合【任务4.1】，A、B、C、D只有一位是做好事者。令做好事者为令做好事者为1，未做好事者为，未做好事者为0，可有如下 4 种状态（情况

6、）：4.2 枚举的概念与思路枚举的概念与思路状态状态ABCD11000201003001040001这四种状态可简化写成：这四种状态可简化写成：状态赋值表达式1thisman=A2thisman=B3thisman=C4thisman=D 显然第一种状态是假定A是做好事者，第二种状态是假定B是做好事者，。所谓枚举枚举是按照四种假定逐一去测试四个人的话有几句是真话，如果不满足三句为真，就否定掉这一假定，换下一个状态再试。（1）将）将 thisman=A 代入四句话中代入四句话中说话人说的话关系表达式逻辑值Athisman!=A;A!=A0Bthisman=C;A=C0Cthisman=D;A=D

7、0Dthisman!=D;A!=D1四个关系表达式的值的和为四个关系表达式的值的和为1 1，显然不是，显然不是A做的好事。做的好事。（2）将）将 thisman=B 代入四句话中代入四句话中说话人说的话关系表达式逻辑值Athisman!=A;B!=A1Bthisman=C;B=C0Cthisman=D;B=D0Dthisman!=D;B!=D1四个关系表达式的值的和为四个关系表达式的值的和为2，显然不是，显然不是B做的好做的好事。事。（3）将）将 thisman=C 代入四句话中代入四句话中说话人说的话关系表达式逻辑值Athisman!=A;C!=A1Bthisman=C;C=C1Cthism

8、an=D;C=D0Dthisman!=D;C!=D1四个关系表达式的值的和为四个关系表达式的值的和为3，就是，就是C做的好事。做的好事。综上所述，一个人一个人地去试，就是综上所述，一个人一个人地去试，就是枚举枚举。从编写程序看，实现枚举最好用从编写程序看，实现枚举最好用循环结构循环结构。for(k=1;k=4;k=k+1)/计数型循环，循环的控制变量为k /循环体开始thisman=64+k;/产生被试者，依次为A,B,C,Dsum=(thisman!=A)/测试A的话是否为真 +(thisman=C)/测试B的话是否为真 +(thisman=D)/测试C的话是否为真 +(thisman!=D

9、);/测试D的话是否为真 /循环体结束4.3 循环结构循环结构for 是计数型循环的标识符，格式为：是计数型循环的标识符，格式为：for (表达式表达式1；表达式；表达式2；表达式；表达式3)循环体（语句组）循环体（语句组）;图4.1 for 循环的结构for 循环（计数型循环）循环（计数型循环）for(int i=1;i=10;i+)sum=sum+i;当型循环（当型循环（while 循环）循环）i=1;while(i=10)sum=sum+i;i=i+1;直到型循环（直到型循环（do while 循环）循环）i=1;do sum=sum+i;i=i+1;while(i=10);初值、终值、

10、增值初值、终值、增值循环中的循环中的3个表达式个表达式一个也不能少！一个也不能少！/*/*功 能：求自然数1100之和 */*时 间：2010年3月17日 */*#include using namespace std;int main()int i=0,sum=0;/声明i,sum为整型变量并初始化为0for(i=1;i=100;i=i+1)/for 循环 /循环体开始sum=sum+i;/累加求和 /循环体结束cout自然数1100之和为 sum=1;i=i-1)/用 for 循环作累乘运算cout “i=”i;/显示 isum=sum*i;/每一步乘积cout tsum=sum endl

11、;/显示每一步乘积for(j=1;j=5500;j=j+1)for(k=1;k=10000;k=k+1);cout 10!=sum endl;/显示运算结果 return 0;/用用 for 循环延迟时间循环延迟时间运行结果：图4.2 求10！4.4 分支结构分支结构if(sum=3)cout This man is char(64+k)endl;g=1;如果sum真的为 3 时，做下面两件事：（1）输出做好事的人；（2）将本题的有解标志置为 1。其中(sum=3)为条件判断语句中的条件，根据其真假使程序分支。图4.3 分支结构一般格式：1.if (表达式)语句 1；2.if (表达式)语句块

12、 1；3.if (表达式)语句 1；else 语句 2；4.if (表达式)语句块 1；else 语句块 2；分支结构中可能出现的逻辑错误：1)当需要使用一个嵌套结构时使用了一个逻辑运算符2)主要判断和次要判断颠倒3)使用不必要的嵌套结构例：正确算法1.输入员工性别和年龄2.if (员工是男性)if (年龄大于60)显示“退休”else 显示“在职”算法 1)1.输入员工性别和年龄2.if (员工是男性 and 年龄大于60)显示“退休”else 显示“在职”算法 2)1.输入员工性别和年龄2.if (年龄大于60)if (员工是男性)显示“退休”else 显示“在职”算法3)1.输入员工性别

13、和年龄2.if (员工是男性)if (年龄大于60)显示“退休”else if (年龄小于等于60)显示“在职”算法 1)2)错误算法 3)正确但低效用 switch 形式创建多路分支：cout grade;switch (grade)case A:case a:cout “Excellent”endl;break;case B:case b:cout “Above Average”endl;break;case C:case c:cout “Average”endl;break;case D:case d:cout “Below Average”endl;break;default:cout

14、 “Error”endl;例子：#include using namespace std;int main()int x=0,y=0;/声明x,y为整型变量并初始化为0cout 请输入x x;/从键盘输入整数送至x中if(x0)/如果x0,将1赋给y y=1;elseif(x=0)/如果x=0,将0赋给y y=0;else y=-1;/否则x0,将-1赋给ycout 当x=x 时,y=y endl;/输出x,y的值 return 0;#include using namespace std;int main()int k=0,sum=0,g=0;/变量初始化为0char thisman=;fo

15、r(k=1;k=4;k=k+1)/k是循环控制变量 thisman=64+k;sum=(thisman!=A)+(thisman=C)+(thisman=D)+(thisman!=D);if(sum=3)/如果三句话为真则输出该人 cout This man is char(64+k)endl;g=1;/有解标志置1 if (g!=1)/输出无解信息 cout Cant find!endl;return 0;【任务任务4.1】的完整程序的完整程序1：#include using namespace std;int main()int k=0,sum=0,g=0;/变量初始化为0for(k=1;

16、k=4;k=k+1)sum=0;/循环体内的初始化if (k!=1)sum=sum+1;/如A的话为真则sum加1if (k=3)sum=sum+1;/如B的话为真则sum加1if (k=4)sum=sum+1;/如C的话为真则sum加1if (k!=4)sum=sum+1;/如D的话为真则sum加1if (sum=3)/若三句话为真则做下列两件事 cout This man is char(64+k)endl;g=1;if (g!=1)cout Cant found!endl;return 0;【任务任务4.1】的完整程序的完整程序2：#include using namespace std

17、;int main()int k=0,g=0;for(k=1;k=4;k=k+1)if (k!=1)+(k=3)+(k=4)+(k!=4)=3)cout This man is char(64+k)endl;g=1;if (g!=1)cout Cant found!endl;return 0;【任务任务4.1】的完整程序的完整程序3：涉及六个嫌疑人的疑案分析：A、B 至少有一人作案；A、E、F 三人中至少有两人参与作案；A、D 不可能是同案犯；B、C 或同时作案，或与本案无关；C、D 中有且仅有一人作案；如果 D 没有参与作案，则 E 也不可能参与作案。【任务任务4.2】4.5 逻辑问题及其解

18、法逻辑问题及其解法逻辑与&逻辑或|逻辑非!逻辑运算符和逻辑表达式：图4.4 逻辑与 和 逻辑或ABA&BAA|BB逻辑变量取值：1 表示真，0 表示假ABA&B111100010000ABA|B111101011000两队比赛篮球，变量 A 表示 A 队到场，!A 表示 A 队不到场变量 B 表示 B 队到场，!B 表示 B 队不到场球赛能够赛成得两队都到场，假定球赛能够赛成得两队都到场，假定“能赛成能赛成”用逻辑变量用逻辑变量 C 表示，表示，则：则：C=A&B逻辑运算符的应用：逻辑运算符的应用：假定逻辑变量假定逻辑变量 D 表示表示“赛不成赛不成”，则：则：D=!C那么：那么：D=!A|!

19、B理解为：理解为：A 不到场不到场或或 B 不到场不到场，球赛无法进行。，球赛无法进行。将案情的每一条写成逻辑表达式：CC1：A和和B至少有一人作案至少有一人作案令 A 变量表示 A 作案，B 变量表示 B 作案【任务4.2】的案情分析：ABCC1000101011111显然这是“或”的关系：CC1=(A|B)CC2：A和和D不可能是同案犯不可能是同案犯“同案犯”是指 A 和 D 都是案犯，写成 A&D，那么：CC2 =!(A&D)ADA&DCC21001111000010101CC3：A、E、F 中至少有两人涉嫌作案中至少有两人涉嫌作案三种可能：第一种，A 和 E 作案，（A&E）第二种，A

20、 和 F 作案，（A&F）第三种，E 和 F 作案，（E&F）三者是“或”的关系：CC3=(A&E）|（A&F）|（E&F)AEFCC311111101101101110010010010000000CC4：B和和C或同时作案，或都与本案无关或同时作案，或都与本案无关第一种情况：同时作案（B&C）第二种情况：都与本案无关（!B&!C）两者是“或”的关系：CC4 =(B&C)|(!B&!C)BC!B!CB&C!B&!CCC41100101100100001100000011011CC5：C、D中有且仅有一人作案中有且仅有一人作案 CC5=(C&!D)|(D&!C)CC6：如果如果D没有参与作案，

21、则没有参与作案，则E也不可能参与作案也不可能参与作案DE!ECC6含 义分 析1101 D作案，E也作案可能1011 D作案，E不作案可能0011 D不作案，E也不作案可能0100 D不作案，E却作案不可能CC6=D|!E【任务4.2】破案综合判断条件 CC：CC =CC1&CC2&CC3&CC4&CC5&CC6 每个人都有“作案”和“不作案”两种可能，6个人有 26 种组合，从这些组合中挑出符合 6 条分析的作案者。定义 6 个整型变量 A B C D E F，分别表示 6 个人，枚举每个人的可能性：0 表示不是罪犯 1 表示就是罪犯采取枚举方法：ABCDEF0000000000010000

22、1011111164 种情况写一个从 000000 到 111111 的程序：for(A=0;A=1;A=A+1)for(B=0;B=1;B=B+1)for(C=0;C=1;C=C+1)for(D=0;D=1;D=D+1)for(E=0;E=1;E=E+1)for(F=0;F=1;F=F+1)coutABCDEFendl;部分输出图4.5 【任务4.2】程序框图为了给出每个人是否为罪犯的信息，定义了一个二维数组。char info29=“不是罪犯不是罪犯”，“是罪犯是罪犯”；英文字符占一个字节，汉字占两个字节 每一字串后面自动跟一个空字符0 info0 的内容为“不是罪犯”，info1 的内容

23、为“是罪犯”是罪犯0不是罪犯001234567810输出时:cout “A:”infoA endl;如果A为0，则输出 A:不是罪犯不是罪犯 如果A为1，则输出 A:是罪犯是罪犯#include using namespace std;int main()int cc1,cc2,cc3,cc4,cc5,cc6;/定义6个变量表示6句话 int A,B,C,D,E,F;/定义6个变量表示6个人 char info29=“不是罪犯”,“是罪犯”;/二维数组给出是否犯罪信息 for(A=0;A=1;A=A+1)/枚举A for(B=0;B=1;B=B+1)/枚举B for(C=0;C=1;C=C+1

24、)/枚举C for(D=0;D=1;D=D+1)/枚举D for(E=0;E=1;E=E+1)/枚举E for(F=0;F=1;F=F+1)/枚举F cc1=A|B;cc2=!(A&D);cc3=(A&E)|(A&F)|(E&F);cc4=(B&C)|(!B&!C);cc5=(C&!D)|(D&!C);cc6=D|(!E);程序程序4.2/6句话都为真时,才输出谁是罪犯 if(cc1+cc2+cc3+cc4+cc5+cc6=6)/输出判断结果 cout A:infoA endl;cout B:infoB endl;cout C:infoC endl;cout D:infoD endl;cout

25、 E:infoE endl;cout F:infoF endl;/输出结束 /循环结束 return 0;程序程序4.2续续程序4.2 使用了 6 重循环直接枚举 64 种情况，循环控制变量取 n，n=0,1,2,62,63其实 n 的值知道了，A B C D E F 的值就知道了。不使用不使用6重循环的程序重循环的程序4.2（略）（略）for(n=0;n 5;/位操作从n中分离A B=(n&16)4;C=(n&8)3;D=(n&4)2;E=(n&2)1;F=n&1;五人预测比赛结果：A 选手说：B第二，我第三 B 选手说：我第二，E第四 C 选手说：我第一，D第二 D 选手说：C最后，我第三

26、 E 选手说：我第四，A第一成绩公布之后，每人的预测都只说对了一半，即一对一错，编程解出比赛的实际名次。【任务任务4.3】思考题思考题思路：1、首先将五个人的预测写成逻辑表达式：关系运算符“=”的含义是“是”数字 1、2、3、4、5 分别表示名次第一、第二、第五 整型变量 A、B、C、D、E 分别表示每人所得名次A 选手说：B=2，A=3；B 选手说：B=2，E=4；C 选手说：C=1，D=2；D 选手说：C=5，D=3；E 选手说：E=4，A=1；2、每人说的话是一对一错，即一真一假 比如 A 说的 (B=2)+(A=3)应该是 1 1 +0 =1 0 +1 =1 ta=(B=2)+(A=3

27、)=1;符合A选手的话tb=(B=2)+(E=4)=1;符合B选手的话tc=(C=1)+(D=2)=1;符合C选手的话td=(C=5)+(D=3)=1;符合D选手的话te=(E=4)+(A=1)=1;符合E选手的话ta,tb,te 非1即0，五个条件值都加在一起，有：0 =ta+tb+tc+td+te =53、只有(ta+tb+tc+td+te)等于5，才符合每个人所说的话，这只是符合题意的一个必要条件，还得考虑 A、B、C、D、E 的取值不得相同：可以考虑下式作为一个条件：4、仍然可用枚举的方法，让变量A、B、C、D、E 在 1 5 中取值，形成满足上述条件的 A E 的组合，即是所求。可用

28、循环结构，如图4.7所示：图4.6 【任务4.3】程序框图有三个人 A、B、C A说：B在说谎话；B说：C在说谎话；C说：A和B都在说谎话；编程确定哪些人在说谎话。【任务任务4.4】思考题思考题用 a,b,c 分别表示 A,B,C 说真话 用!a,!b,!c 分别表示 A,B,C 说假话用 AS,BS,CS 分别表示 A,B,C 所说的话的逻辑表达式A说：B在说谎话 如果A说真话(a&!b)如果A说假话(!a&b)两者必有其一 AS=(a&!b)|(!a&b);B说：C在说谎话 如果B说真话(b&!c)如果B说假话(!b&c)两者必有其一 BS=(b&!c)|(!b&c);C说：A和B都在说谎

29、话 如果C说真话 c&(!a&!b)如果C说假话!c&(a|b)两者必有其一 CS=(c&(!a&!b)|(!c&(a|b);思路：同时满足3个人说的话即可得解，令：d=AS&BS&CS;当d为1即可得解。仍可用枚举法，如右表：abc0000010100111001011101118 种情况 int a,b,c,d,AS,BS,CS;for(a=0;a=1;a=a+1)for(b=0;b=1;b=b+1)for(c=0;c=1;c=c+1)AS=(a&!b)|(!a&b);BS=(b&!c)|(!b&C);CS=(c&(!a&!b)|(!c&(a|b);d =AS&BS&CS;if (d)cout“a=“aendl;cout“b=“bendl;cout“c=“cendl;