$number{01}计算机导论教学第11章算法与程序设计课件目录•算法概述•程序设计基础•数据结构与算法•程序设计实践•算法与程序设计的关系•计算机导论中的算法与程序设计01算法概述输出项有穷性算法必须能在执行有限个步骤之后终止。可行性算法的每一步都必须是可行的，也就是说，每一步都能够通过执行有限次数完成。输入项算法有0个或多个输入，以刻画运算对象的初始情况，所谓0个输入是指算法本身定出了初始条件。算法是一组有穷的规则，它们规定了解决某一特定类型问题的一系列运算步骤。算法的定义确定性算法的每一步骤必须有确切的定义。算法有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后的结果。没有输出的算法是毫无意义的。算法的定义与特性123算法的分类数论与代数算法包括整数运算、多项式运算等相关的算法。基本算法包括枚举和搜索两种，是最基础的算法类别。数据结构的算法包括线性结构、树形结构、图形结构等相关的算法。动态规划、回溯搜索、分治算法计算几何的算法图论算法算法的分类是解决复杂问题的常用方法，也是算法设计的重要思想。包括几何图形的基本运算、几何变换等相关的算法。包括最短路径、最小生成树、网络流等相关的算法。算法的分类概率算法通过概率统计的方法设计和分析算法，常用于处理随机问题和近似计算。近似算法用于解决NP难问题，能够在多项式时间内得到一个近似最优解。在线算法与离线算法根据问题的输入方式，将算法分为在线和离线两种类型。可读性空间复杂度算法的评价指标0504030201评估执行程序所需的存储空间。可以估算出程序对内存资源的占用情况。好的算法应该具有较好的可读性，以便于人们理解和交流。健壮性正确性时间复杂度评估执行程序所需的时间。可以估算出程序对处理器资源的占用情况。评价一个算法的好坏首先要考虑其正确性，即对于任何合法的输入，经过有限次运行后，都能得到正确的输出。当输入数据不合法时，好的算法应该能够做出适当的处理，而不是产生不可预知的结果。02程序设计基础最初的程序设计语言，由0和1组成的二进制代码，难以理解和编写。机器语言汇编语言高级语言使用助记符代替二进制代码，提高了程序的可读性和编写效率。接近自然语言，易于学习和使用，大大提高了程序设计的效率和质量。030201程序设计语言的发展算法设计根据问题的数学模型，设计解决问题的算法。问题分析明确问题的需求，建立问题的数学模型。编码实现将算法用某种程序设计语言实现，得到程序源代码。测试与调试对程序进行测试，发现并修正错误，确保程序的正确性和可靠性。程序设计的基本过程注释规范一致性简洁明了程序设计风格与规范程序应简洁明了，易于理解，避免不必要的复杂性和冗余。程序中应包含必要的注释，说明程序的功能、算法和实现细节。程序中的命名、格式和风格应保持一致性，提高程序的可读性和可维护性。03数据结构与算法线性数据结构数组（Array）连续的内存空间，通过下标访问元素，插入和删除操作可能涉及大量元素的移动。链表（LinkedList）非连续的内存空间，通过指针连接元素，插入和删除操作相对简单。栈（Stack）后进先出（LIFO）的数据结构，支持压栈和弹栈操作。队列（Queue）先进先出（FIFO）的数据结构，支持入队和出队操作。具有层次结构的数据结构，每个节点可以有多个子节点，常用于表示具有父子关系的数据。由节点和边组成的数据结构，可以表示任意两个节点之间的关系，常用于表示网络、地图等复杂结构。非线性数据结构图（Graph）树（Tree）查找算法在已排序的数据集中查找指定元素的算法，如二分查找、哈希查找等。排序与查找算法的性能分析包括时间复杂度和空间复杂度的分析，以及不同算法之间的性能比较。排序算法将一组数据按照某种规则进行排序的算法，如冒泡排序、选择排序、插入排序、归并排序、快速排序等。排序与查找算法04程序设计实践实例选择问题描述算法设计程序设计实例分析选择具有代表性的程序设计实例，如排序算法、图形绘制等，进行深入分析。分析问题的本质，设计相应的算法，包括算法的基本思想、时间复杂度、空间复杂度等。明确实例所解决的问题，阐述问题的背景、输入输出要求等...
