第 1 章 绪 论
问题求解与程序设计
算法及其描述方法
程序设计语言
程序的基本构成
程序的上机过程
程序风格
本章的基本内容是：
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1.1 问题求解与程序设计
人和计算机通过程序进行沟通
需要解决问题的人有思维的计算机
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1.1 问题求解与程序设计
程序与程序设计
程序是能够实现特定功能的指令序列的集合，这些指令序列描述了计算机求解某一问题的工作步骤。
程序设计是给出解决特定问题的程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。程序设计往往以某种程序设计语言为工具，给出这种语言下的程序。程序设计过程应当包括分析、设计、编码、测试、排错等不同阶段。
程序员:专业的程序设计人员称为程序员。
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程序设计的一般过程
1.1 问题求解与程序设计
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例：哥尼斯堡七桥问题
1.1 问题求解与程序设计
【问题】17世纪的东普鲁士有一座哥尼斯堡城(现在叫加里宁格勒，在波罗的海南岸)，城中有一座岛，普雷格尔河的两条支流环绕其旁，并将整个城市分成北区、东区、南区和岛区4个区域，全城共有七座桥将4个城区连接起来，于是，产生了一个有趣的问题：一个人是否能在一次步行中穿越全部的七座桥后回到起点，且每座桥只经过一次。
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例：哥尼斯堡七桥问题
1.1 问题求解与程序设计
【想法——抽象模型】可以用A、B、C、D表示4个城区，用 7 条线表示 7 座桥，将七桥问题抽象为一个图模型。
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例：哥尼斯堡七桥问题
1.1 问题求解与程序设计
【想法——基本思路】是否存在欧拉回路的判定规则是：
(1)如果通奇数桥的地方多于两个，则不存在欧拉回路；
(2)如果只有两个地方通奇数桥，可以从这两个地方之一出发，找到欧拉回路；
(3)如果没有一个地方通奇数桥，则无论从哪里出发，都能找到欧拉回路。
由上述判定规则得到求解七桥问题的基本思路：依次计算图中与每个节点相关联的边的个数(称为节点的度)，根据度为奇数的节点个数判定是否存在欧拉回路。
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【算法】求解欧拉回路的算法请参见7.4.2节。
【程序】求解欧拉回路的程序请参见7.4.2节。
例：哥尼斯堡七桥问题
1.1 问题求解与程序设计
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1.2 算法及其描述方法
算法：对特定问题求解步骤的一种描述，是指令的有限序列。
算法必须满足下列五个重要特性：
1. 输入; 2. 输出; 3. 有穷性 ; 4. 确定性; 5. 可行性。
解决问题的方法
算法及其特性
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1.2 算法及其描述方法
m
例：欧几里德算法——辗转相除法求两个自然数 m 和 n 的最大公约数
n
r
欧几里德算法
描述算法：算法设计者在构思和设计了一个算法之后，必须清楚准确地将所设计的求解步骤记录下来。
使用算法：算法使用者知道如何调用算法。
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描述算法的方法
1.2 算法及其描述方法
步骤1：将m除以n得到余数r；
步骤2：若r等于0，则n为最大公约数，算法结束；否则执行步骤3
步骤3：将n的值放在m中，将r的值放在n中；
步骤4：重新执行步骤1；
1. 自然语言
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2. 程序流程图
1.2 算法及其描述方法
描述算法的方法
图形符
名 称
含 义
起止框
表示算法的开始或结束
处理框
表示处理或运算等功能
输入/输出框
表示进行输入/输出操作
判断框
根据给定的条件是否满足决定执行两条路径中的某一条路径
控制流
表示算法执行的路径，箭头代表方向
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