C语言重要知识点总结【3】：算法的概念和特点（程序的灵魂）_算发设计有3个基本要求,其中什么要求我们书写代码必须规范

目录：

1. 算法的概念
2. 算法的特征
3. 算法的表示方式
4. 结构化程序设计方法

一、算法的概念

在不同的书中对于算法的描述各有千秋，下面用一句简单的话来描述算法：

算法：解决问题的方法和步骤

一个程序主要包块两个方面的信息：

（1）数据：在程序中要用到那些数据，以及这些数据的类型和数据的组成形式。

（2）算法：解决某个问题所选用的方法，以及用该方法解决问题的步骤。

算法解决的不仅仅是 数值计算 问题，更多的是解决 非数值运算 问题；

（1）数值运算： 对于数值运算往往有现成的模型，因为人们对数值运算研究比较深入，算法比较成熟，几乎所用数值运算都可以找到问题解决方法。问题：加减乘除、判断闰年、求方程的根……

（2）非数值运算： 非数值运算的种类繁多，要求各异，难以做到全部都有现成的答案，因此只有一些典型的非数值运算（例如排序算法、查找搜索算法等）有现成的、成熟的算法可供使用。非数值运算最常见的就是用于事务管理领域，如：图书检索、学生电子信息档案、人事管理和行车调查管理……

二、算法的特征

1.有穷性：一个算法必须总是在执行有穷步后结束，且每一步都必须在有穷时间内完成。 一个算法应包括有限的操作步骤，这里的有穷性意思是指“在合理的范围之内”，比如让计算机运算10000年才结束，那该计算就不能算有效的算法，究竟什么算是“合理限度”，由人们的常识和需要判读。

2.确定性：算法中的每一个步骤都应当是确定的，不能是含糊和模棱两可，使算法的执行者或阅读者都能明确其含义及如何执行 。例如“手举过头顶”，这个步骤就是不确定的，没有说明是右手、左手、还是双手举过头顶。

3.有效性（可行性）： 算法中每一个步骤都应当能有效地执行，并得到确定的结果。 例如，若b=0，则执行a/b是不能有效执行的，因为分母不能为0。

4.有0个或多个输入：所谓输入是指在执行算法时需要从外界取得必要的信息。 例如，求任意两个整数的最小值，则需要用键盘输入2个整数，然后才能输出最小值。当然，一个算法也可以没有输入，比如直接输出一行信息“Hello world!"。

5.有1个或多个输出：算法的目的就是为了求解，“解”就是输出，无输出的算法没有任何意义。 注意，算法的解，不仅仅是通过运算得到的数值，还可以是文字。

三、算法的表示方式

表示一个算法常用的方法有：自然语言、传统流程图、结构化流程图（N-S流程图）、伪代码、计算机语言等

1.自然语言：用人们日常使用的语言（汉语、英语等其他语言）表示算法，但此方法表示的含义往往不太严格，而且描述分支和循环的算法不太方便。因此，除了简单的问题外，一般不用自然语言表示算法。

2.传统流程图：直观形象、易于理解。流程图是用一些图框来表示各种操作。常用流程图符号：

菱形框：根据给定条件是否成立决定如何执行其后的操作，它有一个入口，两个出口。

其它流程框就不作介绍了，大家应该都知道，不懂得可以搜一下看看。

下面是一个例子：

判断2000-2500年中的每一年是否为闰年，将结果输出。

传统流程图弊端：没有严格限制，使用者可以不受限制使流程图转来转去，毫无规律，难以读懂。

随着发展，在1966年，Bohra和Jacopini提出来3中基本结构：顺序结构、选择结构、循环结构。由以上3种基本结构组成的算法结构，可以解决任何复杂问题。

3.N-S流程图

1973年，美国学者I.Nassi和B.Shneiderman提出来一种新的流程图形式，将使用3种基本结构的流程图中的箭头完全去掉，全部算法写在一个矩形大框内。这种流程图又称 N-S结构化流程图 （N、S是2位学者的英文姓氏首字母）

例子：判断2000-2500年中的每一年是否为闰年，将结果输出。

例子：判断素数

4.伪代码

用传统的流程图和N-S图表示算法直观易懂，但画起来比较费事，而在修改比较麻烦。因此，流程图适合于表示一个算法，但在设计算法过程中使用就是不很理想。为了设计算法方便，常用一种称为伪代码（peseudo code）的工具。

伪代码：介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述算法。优点：书写方便，格式紧凑，修改方便。缺点：伪代码写算法并无固定的、严格的语法规则。

总结：

以上是4种原始的表示算法的方式，在程序设计中可根据需要和习惯选用。个人认为以上4种表示算法的方式只需了解，能看懂以上4种方式表示的简单算法问题即可。（当然，如果对所学专业有用或感兴趣可锻炼一下你的画画能力）

通过以上4种表示算法的方法介绍，一是让我们了解算法表示方式的发展历程，二是让我们明白好算法的重要性。

5.用计算机语言表示算法

用计算机语言（C语言等）表示算法必须严格遵循所用的语言的语法规则，在前面写的最简单的程序（Hello world！及详解）文章中就介绍了C语言最简单程序，以及C语言的一些最基本语法规则。

四、结构化程序设计方法

结构化程序设计方法的基本思路：把一个复杂问题过程分阶段进行，每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内。

得到结构化的程序一般包括以下4个步骤：

（1）自顶而下

（2）逐步细化

自上而下、逐步细化：将问题求解由抽象逐步具体化的过程。(类似写文章时拟提纲)

（3）模块化设计：将程序模块，分成若干个子模块（一般不超过50行），划分子模块时要注意模块的独立性（每一个模块完成一项功能）

（4）结构化编码：将以设计好的算法用计算机语言来表示（结构化语言：C语言、Visual Basic等）

其它有关文章：

1.C语言重要知识点总结【1】：C语言与计算机语言（内含Hello world！详解）
2.C语言重要知识点总结【2】：程序设计概念

了解了 程序设计、C语言 和 算法 的基本知识之后，接下来我们将正式进入C语言程序设计的学习：顺序结构设计、选择结构设计、循环结构设计、数组、函数、指针、结构体……