Програмиране. Основни алгоритмични конструкции

За да се създадат програми, са необходими основни алгоритмични конструкции. Следва най-простият начин за решаване на проблемите. Тя може да се използва, например, за работа с подобни примери. Съществуват и други типове: разклоняване и примка. За тях ще бъде казано в тази статия. Но първо трябва да разберем какъв е алгоритъмът.

алгоритъм

Думата "алгоритъм" дойде от латинските алгоритми. Какво означава това? Автентичната дума идва от името на математик, чиято работа пада на 9-ти век. Благодарение на al-Khwarizmi treatise, човечеството успя да се запознае с основния тип алгоритмична конструкция и като цяло с обща концепция.

По-рано е приета формата на написването на думата "алгоритъм". Сега тя се използва само в някои случаи.

Алгоритъмът е процес, който означава промяна на изходните данни, възникващи под формата на отделни стъпки. С тази концепция всеки човек се среща в живота, който и да е той. Алгоритми могат да бъдат описани като чай и храна, умножение или допълнение, разтвор на уравнения, и така нататък. Г. Всички уреди, чиято работа е автоматизиран процес, почиващ на ясни стъпки, предвидени в паметта на процесора. Такива алгоритми се наричат ​​домакински алгоритми. Има и други видове. Помислете за тях.

Видове алгоритми

Основните алгоритмични конструкции са разделени на няколко типа, които ще бъдат разгледани в тази алинея. Какви са те?

1. Информация. Такива алгоритми работят с много данни, но самият процес на тяхното обработване е малък по дължина и безпроблемен.
2. Control. Работата на такива алгоритми е свързана с информацията, която се предоставя от един или друг източник. След получаването му се изпращат специални сигнали, за да се гарантира функционирането на устройствата.
3. Computing. За разлика от информационните алгоритми описаната работа работи с малки количества данни, но създава голям работен процес.

Всъщност алгоритъмът е точен до най-малките подробни инструкции. Не всички тези данни обаче могат да се нарекат описана концепция. За да разберем алгоритъма на дадена инструкция или не, тя трябва да бъде проверена за определени свойства.

Свойства на алгоритмите

Всички основни алгоритмични конструкции трябва да имат действия, които да ги изпълняват. Нека разгледаме този въпрос по-подробно.

Ако напълно проследявате работата на алгоритмите и техните свойства, можете да видите, че не е необходимо да разберете техните компоненти, съвсем ясно е, че те съответстват на плана. Правилният резултат ще бъде постигнат, дори ако само механично се придържате към необходимите действия. От това можем да заключим, че поради липсата на смисъл в осъзнаването на действията, алгоритъмът наистина може да бъде определен за внедряване на компютър. С други думи, за автоматизираните устройства този процес е необходим.

Какви свойства трябва да имат основните алгоритмични конструкции за най-точна работа?

1. Разбираемост. Всяка команда трябва да бъде възможно най-ясна спрямо изпълнения обект. Изглежда, че нищо не е по-лесно, отколкото, например, направи точка в центъра, има, но тя не е изписано на екипа, който ще извърши действие, тя не може да се направи.
2. Ефективност. Какво означава тази собственост? Задължително получаване на резултата. Алгоритъмът не може да доведе до някакъв отговор. Поради грешката може да получите грешен резултат, който е желателен, но все пак ще бъде. Освен това отговорът трябва да бъде получен след определен брой стъпки.
3. Масата. Всеки алгоритъм трябва да е приложим за определен клас задачи. Между тях те могат да се различават в оригиналните данни.
4. Увереност. Всяко действие трябва да има само една стойност и да не позволява декриптиране на производни. В идеалния случай, независимо колко програма се изпълнява, резултатът винаги трябва да е същият.
5. Дискретен. Алгоритъм - последователни стъпки. Всяка стъпка е команда, не можете да пропуснете или да добавите нови.
6. Коректност. Всеки алгоритъм, който се отнася за всяка задача, трябва да е правилен за всеки. При програмирането проблемите често не възникват в писането на стъпки, които често не отнемат много време, а в изпълнението им за различни видове въпроси. Поради това важна стъпка ще бъде отстраняването на грешки в алгоритъма. Може да помогне в това и в основния алгоритмичен дизайн, чието повторение ще постигне по-добри резултати.

Описание на алгоритмите

Ако говорим за това методи за записване на алгоритми, следва да се отбележи следното:

• Вербална. С други думи, на език, който е удобен за изразяване на съставка.
• Таблица. Логично, алгоритъмът се записва в таблици и като правило се използва като допълнителен елемент.
• Официално устно. Основата е словесен начин на обяснение, но такива действия пишат и математически формули или символи.
• Graphic. Такъв алгоритъм е написан на специален език на блокови диаграми.

Последната точка трябва да бъде изяснена. Какво представлява блокова диаграма? Това е линеен или нелинеен алгоритъм, чиито стъпки се записват с помощта на специални блокове. Те имат своя собствена конфигурация, цел и функция. В случай на такова описание алгоритъмът се записва в блокови диаграми, които са свързани заедно с линии. В тях трябва допълнително да запишете действие (стъпка).

Алгоритмични конструкции

Някои твърдят, че алгоритмите нямат 3 вида, а 4. Основните алгоритмични конструкции: линейни, разклонения, циклични. Каква е причината за това погрешно схващане, е неясно. Въпреки това, за простото разрешаване на сложни проблеми, компютърът използва алгоритмите на тези три доста големи групи. Помислете за тях.

1. Линеен. Този изчислителен процес е получил това име поради факта, че всички действия се извършват в линейна последователност, като всяка стъпка се изпълнява не повече от веднъж. Ако разгледаме схемата на проблема, блоковете в него се поставят един под друг, в зависимост от поредния номер на задачата. Линейните алгоритми работят по такъв начин, че посоката и значението на действията да не се променят от първоначалните данни. Този метод за решение е подходящ за изчисляване на сумата или разликата, площта на фигурата или нейния периметър и т.н. Основният тип алгоритмична конструкция е това.
2. Разклонение. Този изчислителен процес предполага наличието на логически израз (по-нататък LV) и избора на условието (клонът "лъжа" и "истината"). Във всеки случай се изпълнява само един от два или повече екипа. Няма задачи и не може да бъде, в кои други варианти ще бъдат изпълнени. Ако има два клона в алгоритъма, това е просто, ако е повече от две, това е сложно. И последният процес е лесно представен за сметка на първия. Основният тип алгоритмична конструкция е първата и втората. Следните видове също са включени в този списък.
3. Циклично. В такъв алгоритъм непременно ще има елемент, който се повтаря многократно и се използват различни първоначални данни. С други думи, такъв процес се нарича цикъл.

Трябва да се отбележи, че всички основни алгоритмични конструкции (проследяване, разклоняване, цикъл) са взаимосвързани един с друг, въпреки че могат да бъдат използвани отделно.

Създаване на цикли и техните видове

Какво е необходимо за създаване на линия?

• Цикъл брояч. Това е променлива, която определя началната стойност и когато действието се повтаря, то ще се промени. Тя задължително трябва да бъде част от алгоритъма. Основните алгоритмични конструкции на цикличния тип няма да работят без него.
• Променете индикатора на горните данни, преди да се повтори нов цикъл.
• Проверката на условието, че компютърът решава дали да превърта цикъла отново или повече, не е необходим.

Цикли могат да бъдат детерминирани и детерминирани. Първите представляват повторение на действията с вече известен брой повторения. Цикълът на итерация е такъв, който се повтаря безкрайно, докато условието стане вярно или невярно.

Основен алгоритъм

Струва си да се помни, че основният алгоритъм не се прилага към основните алгоритмични конструкции. Какво е това? Тази концепция отдавна не е намерена в съвременната литература, но това не означава, че тя вече не съществува. Като се има предвид, че няколко редици или повторения могат да възникнат при решаването на проблеми, може да се отбележи следното заключение. Основните алгоритмични конструкции (линейни, разклонени, циклични) са основни. Всъщност те представляват "структурната единица" на всяка така наречена инструкция.

Линейни алгоритми

Както вече стана ясно по-горе, алгоритмите са линейни и нелинейни. Помислете за първия вариант. Защо се нарича това? Всичко е изключително просто. Въпросът е, че всички действия, които са възпроизведени в алгоритъма, имат ясно последователно изпълнение, всички стъпки се извършват стриктно едно след друго. Обикновено такива задачи са малки и имат ниска степен на сложност.

Пример за линеен алгоритъм може да бъде процесът на приготвяне на чай:

1. Изсипете вода в чайника.
2. Поставете чайника на печката за варене.
3. Вземи чашата.
4. Налейте чай в чашата.
5. Добавете захар.
6. След като кипете, залейте с вряла вода в чашата.
7. Вземете лъжица.
8. Смесете захарта.

Програмирането на основните алгоритмични конструкции е доста труден въпрос, но ако това е въпрос на линейни алгоритми, след това често ги осъзнават много лесно.

Разклоняващи алгоритми

Как да разберем, че алгоритъмът е разклонен? Достатъчно е да се уверите, че има избор от две или повече опции, в зависимост от това дали условието е изпълнено или не. Всеки път се нарича клон.

Основната характеристика на алгоритъма за разклоняване е съществуването на условен клон. Това се случва по време на проверката на израза до истинско или невярно.

Като правило логическите изрази се представят от знаците "по-малко", "повече", "по-малко или равно", "по-голямо или равно на", "равно", "не равно". Понякога има варианти, при които състоянието е взаимосвързано с помощта на командите и (и) и / или (или).

Пример за такъв алгоритъм може да бъде разтвор на следния проблем: ако експресията ((х + 3) / 1) е равно на положително число, след показване на резултата на екрана, ако отрицателно - да информира потребителя за грешката.

Лесно е да се използват основните алгоритмични конструкции на практика. Разклоняването е един от най-често срещаните методи за решаване.

Детерминистичен цикъл или цикъл с брояч

Веригата с брояч е цикъл, който включва променлива, която променя стойността с определена стъпка. Стъпката се определя от потребителя или се предписва от програмиста при писане на обезпечението. Повечето езици за този цикъл използват израза за.

За програмата да се показват два реда 4 пъти:

1. - Как си?
2. - Добре, благодаря!
3. - Как си?
4. - Добре, благодаря!

Необходимо е да се създаде детерминистичен цикъл. Как изглежда? Използваме езика "Pascal" за по-добро възприемане на дизайна.

1. За i: = 1 до 2 направете:

- i е контур брояч, той определя броя на повторенията в цикъл.

2. Започнете (скобите на операторите се отварят, за да могат двете фрази да бъдат тялото на цикъла и да се повторят заедно.)

3. Writeln (lsquo-Как сте? Rsquo):

- думата writeln означава изхода на фраза, която е в единични кавички.

4. Writeln (lsquo-ok, благодаря).

5. Край.

6. i: = i + 1.

Както можете да видите, е доста лесно и дори интересно да се използват основните алгоритмични конструкции. Основните алгоритми са наистина широко известни, без тях е невъзможно да се напишат програми.

Цикъл с последващо условие

Верига с посткондикция може да повтори неопределен брой действия, без да вкарва скоби на оператора или комбинирани думи в тях. Тя ще бъде изпълнена поне веднъж. Сферата се изпълнява, докато състоянието не е погрешно. Спира, когато индикаторите са правилни. Алгоритъмът е конструиран върху това. Основните алгоритмични конструкции от този тип работят с това темпо.

За да осъществите този цикъл, е необходима конструкцията Повторение от А до Б. Тя буквално се превежда като "повтарящи се действия, докато условието е невярно". Съответно чрез А се изразява самият процес на повторение, чрез В - данните, които в резултат трябва да вземат правилната стойност.

Цикъл с предварително условие

Верига с посткондиция е конструирана по такъв начин, че тя да се изпълнява най-малко веднъж във всеки случай. Има обаче случаи, когато е необходим цикъл в конкретно състояние и ако няма повторение, не трябва. В противен случай резултатът ще бъде неправилен. В този случай се използва цикъл с предварително условие. За да го създадете, ви е необходима конструкция "докато A do B". Първата команда буквално се превежда като "чао". А е условие и Б е действие, което ще бъде повторено. Цялата конструкция означава: "докато състоянието е правилно, изпълнете действията".

Всички основни алгоритмични конструкции работят само в определени случаи. Какви са те в цикъла с предварително условие? Ако е необходимо да не се повтаря едно действие, а няколко, струва си да се използват комбинирани оператори или специални скоби. Цикълът може да не бъде изпълнен, ако условието не е вярно при влизането му. Следователно действията ще се повторят, ако е вярна.

Помощен алгоритъм

Допълнителният алгоритъм се използва в други процеси, като се посочва само неговото име. Не се отнася за основните алгоритмични конструкции. В програмните езици този процес на действие се нарича подпрограма. За да се улесни работата с кода и впоследствие по-лесното разрешаване на проблеми, всяко действие се комбинира в един блок, който е допълнителен алгоритъм. На всяко от тях може да се даде име, което ви позволява да го употребявате многократно.