6.一队士兵来到一条有鳄鱼的深河的左岸.只有一条小船和两个小孩,这条船只能承载两个小孩或一个士兵.试设计一个算法,将这队士兵渡到对岸,并将这个算法用流程图表示.
§13.2基本算法语句
5. 3个正实数,设计一个算法,判断分别以这3个数为三边边长的三角形是否存在,画
出这个算法的流程图.
4. 在表示求直线
(
,
为常数,且
,
不同时为0)的斜率的算法
的流程图中,判断框中应填入的内容是
3.将“打电话”的过程描述成一个算法,这个算法可表示为 ,由此说明算法具有下列特性 .
1. 下面流程图中的错误是( )
![]()
图13-1-11
A.
没有赋值 B.循环结构有错
C.S的计算不对 D.判断条件不成立
1.已知两个单元分别存放了变量
和
的值,则可以实现变量
交换的算法是( ).
A.S1
B.S1
C.S1
D.S1 ![]()
S2
S2
S2
S2
![]()
S3
S3 ![]()
[例1] 已知三个单元存放了变量
,
,
的值,试给出一个算法,顺次交换
,
,
的值(即
取
的值,
取
的值,
取
的值),并画出流程图.
错解:第一步 ![]()
第二步 ![]()
第三步
流程图为
![]()
图13-1-3
错因:未理解赋值的含义,由上面的算法使得
,
均取
的值.
举一形象的例子:有蓝和黑两个墨水瓶,但现在却把蓝墨水装在了黑墨水瓶中,黑墨水错装在了蓝墨水瓶中,要求将其互换,请你设计算法解决这一问题.对于这种非数值性问题的算法设计问题,应当首先建立过程模型,根据过程设计步骤完成算法. 我们不可将两个墨水瓶中的墨水直接交换,因为两个墨水瓶都装有墨水,不可能进行直接交换.正确的解法应为:
S1 取一只空的墨水瓶,设其为白色;
S2 将黑墨水瓶中的蓝墨水装入白瓶中;
S3 将蓝墨水瓶中的黑墨水装入黑瓶中;
S4 将白瓶中的蓝墨水装入蓝瓶中;
S5 交换结束.
正解:第一步
{先将
的值赋给变量
,这时存放
的单元可作它用}
第二步
{再将
的值赋给
,这时存放
的单元可作它用}
第三步
{同样将
的值赋给
,这时存放
的单元可作它用}
第四步
{最后将
的值赋给
,三个变量
,
,
的值就完成了交换}
流程图为
![]()
图13-1-4
点评:在计算机中,每个变量都分配了一个存储单元,为了达到交换的目的,需要一个单元存放中间变量
.
[例2]已知三个数
,
,
.试给出寻找这三个数中最大的一个算法,画出该算法的流程图.
解:流程图为
![]()
图13-1-5
点评:条件结构可含有多个判断框,判断框内的内容要简明、准确、清晰.此题也可将第一个判断框中的两个条件分别用两个判断框表示,两两比较也很清晰.若改为求100个数中的最大数或最小数的问题则选择此法较繁琐,可采用假设第一数最大(最小)将第一个数与后面的数依依比较,若后面的数较大(较小),则进行交换,最终第一个数即为最大(最小)值.
点评:求和时根据过程的类同性可用循环结构来实现,而不用顺序结构.
[例3]画出求
的值的算法流程图.
解:这是一个求和问题,可采用循环结构实现设计算法,但要注意奇数项为正号,偶数项为负号.
思路一:采用-1的奇偶次方(利用循环变量)来解决正负符号问题;
![]()
图13-1-6 图13-1-7
思路二:采用选择结构分奇偶项求和;
图13-1-8
思路三:可先将
化简成
,转化为一个等差数列求和问题,易利用循环结构求出结果.
[例4] 设计一算法,求使
成立的最小正整数
的值.
解: 流程图为
![]()
图13-1-9
点评:这道题仍然是考察求和的循环结构的运用问题,需要强调的是求和语句的表示方法.若将题改为求使
成立的最大正整数
的值时,则需注意的是输出的值.
[例5]任意给定一个大于1的整数n,试设计一个程序或步骤对n是否为质数做出判断.
解:算法为:
S1
判断n是否等于2,若n=2,则n是质数;若n>2
,则执行S2
S2 依次从2-n-1检验是不是的因数,即整除n的数,若有这样的数,则n不是质数;若没有这样的数,则n是质数.
点评:要验证是否为质数首先必须对质数的本质含义作深入分析:
(1)质数是只能被1和自身整除的大于1的整数.
(2)要判断一个大于1的整数n是否为质数,只要根据定义,用比这个整数小的数去除n.如果它只能被1和本身整除,而不能被其它整数整除,则这个数便是质数.
![]()
图13-1-10
[例6]设计一个求无理数
的近似值的算法.
分析:无理数
的近似值可看作是方程
的正的近似根,因此该算法的实质是设计一个求方程
的近似根的算法.其基本方法即运用二分法求解方程的近似解.
解:设所求近似根与精确解的差的绝对值不超过0.005,算法:
S1 令
.因为
,所以设![]()
S2 令
,判断
是否为0,若是,则m为所求;若否,则继续判断
大于0还是小于0.
S3 若
>0,则
;否则,令
.
S4 判断
是否成立,若是,则
之间的任意值均为满足条件的近似根;若否,则返回第二步.
点评:二分法求方程近似解的算法是一个重要的算法案例,将在第三节中详细阐述.
3. 算法三种逻辑结构的几点说明:
(1)顺序结构是最简单的算法结构,语句与语句之间,框与框之间是按从上到下的顺序进行的.在流程图中的体现就是用流程线自上而下地连接起来,按顺序执行算法步骤.(2)一个条件结构可以有多个判断框.
(3)循环结构要在某个条件下终止循环,这就需要条件结构来判断.在循环结构中都有一个计数变量和累加变量.计数变量用于记录循环次数,累加变量用语输出结果,计数变量和累加变量一般是同步执行的,累加一次,计数一次.
2. 画流程图时必须注意以下几方面:
(1)使用标准的图形符号.
(2)流程图一般按从上到下、从左到右的方向画.
(3)除判断框外,大多数流程图符号只有一个进入点和一个退出点.判断框具有超过一个退出点的唯一符号.
(4)判断框分两大类,一类判断框“是”与“否”两分支的判断,而且有且仅有两个结果;另一类是多分支判断,有几种不同的结果.
(5)在图形符号内描述的语言要非常简练清楚.
1.“算法“没有一个精确化的定义,教科书只对它作了描述性说明,算法具有如下特点:
(1)有限性:一个算法的步骤是有限的,必须在有限操作之后停止,不能是无限的.
(2)确定性:算法的每一步骤和次序应当是确定的.
(3)有效性:算法的每一步骤都必须是有效的.
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