Programiranje. Osnovni algoritamski konstrukti

Для создания любых программ необходимы основные algoritamske konstrukcije. Slijedi najlakši način za rješavanje problema. Na primjer, može se koristiti za slične primjere. Postoje i druge vrste: grananje i petlja. Oni će biti opisani u ovom članku. Ali prvo trebate razumjeti što čini algoritam u cjelini.

algoritam

Riječ "algoritam" dolazi od latinskog algoritmi.Što to znači? Autentična riječ potekla je od imena matematičara, čija je djelatnost pala na 9. stoljeće. Zahvaljujući traktatu o al-Khwarizmiju, čovječanstvo se uspjelo upoznati s glavnom vrstom algoritamske konstrukcije i općenito s općim konceptom.

Prije toga usvojen je pravopis riječi - "algoritam". Sada se koristi samo u nekim slučajevima.

Algoritam je proces koji znači promjenuizvor podataka, koji se pojavljuju u obliku diskretnih koraka. S ovim se konceptom u životu susreće svaka osoba, bez obzira tko je. Algoritmi se mogu nazvati kuhanjem čaja ili hrane, množenjem ili zbrajanjem, rješavanjem jednadžbi itd. Svi kućanski uređaji, čiji je radni proces automatiziran, djeluju zbog jasnih koraka zapisanih u memoriji procesora. Takvi se algoritmi nazivaju kućanstvom. Postoje i druge vrste. Razmislite o njima.

Vrste algoritama

Osnovne algoritamske konstrukcije podijeljene su u nekoliko vrsta, o čemu će biti riječi u ovom potpoglavlju. Kakvi su?

1. Informacije. Takvi algoritmi rade s velikom količinom podataka, ali opseg procesa obrade je duljine i jednostavan.
2. Kontrola. Rad takvih algoritama povezan je s informacijama koje se pružaju iz određenog izvora. Nakon primanja šalju se posebni signali koji jamče rad uređaja.
3. Računalni. Za razliku od informatičkih algoritama, opisani rade s malim količinama podataka, ali stvaraju velik radni proces.

U osnovi, algoritam je precizan do najmanjihUpute za detalje Međutim, ne mogu se svi takvi podaci nazvati opisanim konceptom. Da biste shvatili da li je algoritam uputa ili ne, treba provjeriti da li postoje određena svojstva.

Svojstva algoritma

Svi osnovni algoritamski konstrukti moraju imati radnje koje im se „pokoravaju“. Razmotrimo ovo pitanje detaljnije.

Ako u potpunosti pratite rad algoritama i njihovihsvojstva, možete vidjeti da nije potrebno razumjeti njihove sastavnice, sasvim jasno odgovaraju planu. Točan rezultat će se dobiti čak i ako se jednostavno mehanički pridržavate potrebnih radnji. Iz ovoga možemo zaključiti da je algoritam zbog nedostatka smisla za svjesnost o postupcima sasvim realan dati implementaciji računala. Drugim riječima, za automatizirane uređaje potreban je ovaj postupak.

Koja bi svojstva trebala imati osnovne algoritmičke konstrukcije za najtočniji rad?

1. Razumljivost.Svaka naredba treba biti što jasnija objektu koji se izvršava. Čini se da nije ništa lakše od, na primjer, crtanja točke u središtu, ne, ali dok se ne napiše naredba koja vam omogućuje da izvršite neku radnju, nećete uspjeti.
2. Učinkovitost.Što ovo svojstvo znači? Obavezna primitka rezultata. Algoritam ne može ali ne može donijeti neki odgovor. Zbog pogreške ne možete dobiti željeni rezultat, ali to će i dalje biti. Štoviše, odgovor se mora dobiti u određenom broju koraka.
3. Masačusets Bilo koji algoritam trebao bi se primijeniti na neke razrede problema. Oni se među sobom mogu razlikovati u izvornim podacima.
4. Izvjesnost.Svaka radnja trebala bi imati samo jednu vrijednost i ne smije dati mogućnost dešifriranja derivata. U idealnom slučaju, bez obzira koliko program pokrenuo, rezultat bi uvijek trebao biti isti.
5. Diskretna. Algoritam - sekvencijalni koraci. Svaki je korak tim, ne možete ih preskočiti ili dodati nove.
6. Ispravnost.Svaki algoritam koji je primjenjiv na neku vrstu zadatka trebao bi odgovarati svima. Problemi se u programiranju često pojavljuju ne u pisanju koraka, koji često ne zahtijevaju mnogo vremena, već u obavljanju istih za različita pitanja. Stoga će uklanjanje pogrešaka algoritma biti važan korak. U tome mogu pomoći osnovni algoritamski konstrukti, čije će se ponavljanje postići bolji rezultati.

Opis algoritama

Ako govorimo o načinima pisanja algoritama, onda treba istaknuti sljedeće:

• Verbalno. Drugim riječima, na jeziku koji komponenta pogoduje za komuniciranje.
• Tablica. Logikom stvari algoritam se upisuje u tablice i u pravilu se koristi kao pomoćni element.
• Formularni verbalni. Verbalna metoda objašnjenja uzima se kao osnova, ali matematičke formule ili simboli također su zapisani u takvim radnjama.
• Grafička. Takav algoritam je napisan na posebnom jeziku dijagrama toka.

Следует пояснить последний пункт.Što je dijagram toka? Ovo je linearni ili nelinearni algoritam, čiji se koraci bilježe pomoću posebnih blokova. Oni imaju svoju konfiguraciju, svrhu i funkciju. U slučaju takvog opisa, algoritam je napisan blok dijagramima koji su međusobno povezani linijama. Potrebno je dodatno zapisati ovu ili onu radnju (korak).

Algoritamske konstrukcije

Neki tvrde da algoritmi nemaju 3tip i 4. Osnovne algoritamske konstrukcije: linearna, grananja, ciklička. Što je razlog za takvu zabludu, nije jasno. Međutim, za jednostavno rješenje složenih problema računala koriste algoritme ove tri prilično velike skupine. Razmislite o njima.

1. Linearni.Takav proces računanja dobio je ovo ime zbog činjenice da se sve radnje izvode u linearnom slijedu, pri čemu se svaki korak izvodi ne više od jednom. Ako razmotrimo shemu zadatka, tada su blokovi u njemu postavljeni jedan ispod drugog, ovisno o redoslijedu broja izvršenja. Linearni algoritmi djeluju na takav način da se smjer i smisao radnje ne mijenjaju od izvornih podataka. Ova metoda rješenja prikladna je za izračunavanje zbroja ili razlike, površine figure ili njezina oboda itd. On je glavni tip algoritamske konstrukcije.
2. Grananje.Ovaj proces računanja podrazumijeva prisustvo logičkog izraza (u daljnjem tekstu LP) i izbor uvjeta ("lažne" i "istinske" grane). U svakom je slučaju implementiran samo jedan od dva ili više timova. Ne postoje zadaci i ne mogu se izvršiti druge opcije u kojima će biti ispunjene. Ako algoritam ima dvije grane, on je jednostavan, ako je više od dvije, složen je. Osim toga, ovaj se posljednji postupak lako prikazuje na štetu prvog. Glavna vrsta algoritamske konstrukcije je i prvi stavak i drugi. Sljedeći prikaz je također uključen u ovaj popis.
3. Ciklična. U takvom algoritmu sigurno će se naći element koji se ponavlja više puta, koristeći različite izvorne podatke. Drugim riječima, takav se postupak naziva ciklus.

Treba napomenuti da su svi osnovni algoritamski konstrukti (slijedeće, grananje, petlje) međusobno povezani, iako se mogu zasebno koristiti.

Stvaranje petlji i njihove vrste

Što je potrebno za stvaranje petlje?

• Brojač ciklusa.Ovo je varijabla koja postavlja početnu vrijednost, a kad se radnja ponovi, ona će se promijeniti. Mora biti uključena u algoritam. Osnovni algoritamski konstrukti cikličkog tipa neće raditi bez njega.
• Promjena pokazatelja gornjih podataka prije novog ponavljanja samog ciklusa.
• Provjera stanja tako da računalo odluči hoće li ponovo biciklirati ili ne.

Petlje mogu biti determinirane iiteracija. Prva su ponavljanja radnji s već poznatim brojem ponavljanja. Iterativni ciklus je onaj koji se ponavlja neodređeni broj puta dok uvjet ne postane istinit ili lažan.

Osnovni algoritam

Vrijedi zapamtiti da je glavniosnovni se algoritam ne odnosi na algoritamske konstrukcije. Kakav je on? Taj pojam u modernoj literaturi dugo nije pronađen, ali to ne znači da ga više i ne postoji. S obzirom da se pri rješavanju problema može pojaviti nekoliko grana ili ponavljanja, može se istaknuti sljedeći zaključak. Osnovne su algoritmičke konstrukcije (linearna, grananja, ciklička). U stvari, oni predstavljaju "strukturalnu jedinicu" svake takozvane upute.

Linearni algoritmi

Kao što je već jasno iz gore navedenog, algoritmiPostoje linearni i nelinearni. Razmotrite prvu mogućnost. Zašto se tako zove? Sve je krajnje jednostavno. Činjenica je da sve akcije koje su reproducirane u algoritmu imaju jasno sekvencijalno izvršavanje, svi koraci se izvode strogo jedan za drugim. U pravilu su takvi zadaci mali i imaju malu razinu složenosti.

Primjer linearnog algoritma je postupak pripreme čaja:

1. U kotlić ulijte vodu.
2. Stavite čajnik na štednjak da prokuha.
3. Uzmi šalicu.
4. U šalicu sipajte čaj.
5. Dodajte šećer.
6. Nakon ključanja ulijte kipuću vodu u šalicu.
7. Uzmi žlicu.
8. Umiješajte šećer.

Programiranje osnovnih algoritamskih konstrukcija prilično je težak zadatak, ali kada je riječ o linearnim algoritmima, često ih je vrlo jednostavno implementirati.

Algoritmi grananja

Как понять, что алгоритм является разветвляющимся?Dovoljno je osigurati da postoji izbor dviju ili više opcija, ovisno o tome je li uvjet ispunjen ili ne. Svaki se put naziva grana.

Glavna značajka algoritma grananja je postojanje uvjetne grane. Javlja se kada je izraz testiran na istinito ili lažno.

Tipično su prikazani logički izraziznakovi "manje od", "veće od", "manje ili jednako", "veće ili jednako", "jednako", "nije jednako". Ponekad postoje inačice u kojima je uvjet povezan jedno s drugim pomoću naredbi i (i) i ili (ili).

Primjer takvog algoritma može biti rješenjesljedeći zadatak: ako je izraz ((x + 3) / 1) jednak pozitivnom broju, tada rezultat prikažite na ekranu, ako je negativan, obavijestite korisnika o pogrešci.

Vrlo je jednostavno koristiti osnovne algoritamske konstrukcije u praksi. Podružnica je jedna od najčešćih metoda rješenja.

Odrednička ili brojačka petlja

Counter ciklus - ciklus koji uključujevarijabla koja u koracima mijenja vrijednost. Korak postavlja korisnik ili piše programer prilikom pisanja softvera. Većina jezika koristi izraz za takvu petlju.

Da bi program prikazao dva retka 4 puta:

1. "Kako si?"
2. "Pa hvala ti!"
3. "Kako si?"
4. "Pa hvala ti!"

Trebate stvoriti determinističku petlju. Kako izgleda? Upotrijebimo jezik Pascal za bolju percepciju strukture.

1. Za i: = 1 do 2 učiniti:

- ja je brojač petlje, on je taj koji određuje broj ponavljanja u petlji.

2. Započnite (otvori se zagrade tako da su obje fraze tijelo petlje i ponavljaju se zajedno.)

3. Writeln (‘Kako si?’):

- riječ Writeeln znači izlaz fraze u jedinstvenim navodnicima.

4. Writeln ("U redu, hvala").

5. Kraj.

6.i: = i + 1.

Kao što vidite, temeljne algoritamske konstrukcije prilično je jednostavno i čak zanimljivo. Osnovni algoritmi su zaista široko poznati, bez njih je nemoguće pisati programe.

Petlja s postkondicijom

Petlja s postuslovom može se ponovitineodređeni broj radnji bez umetanja zagrada ili složenih riječi u njih. Definitivno će se izvršiti barem jednom. Petlja se izvodi dok je uvjet netačan. Prestaje kad indikatori postanu točni. Na tome se temelji algoritam. Osnovni algoritamski konstrukti ove vrste djeluju upravo ovim tempom.

Za provedbu ovog ciklusa potrebna je konstrukcijaPonavljajte A do B. Doslovno se prevodi kao "ponavljanje radnji dok je uvjet netačan". Sukladno tome, kroz A se izražava sam postupak ponavljanja, kroz B - podatke, koji bi kao rezultat trebali dobiti točnu vrijednost.

Petlja s preduvjetom

Petlja s postuslovom konstruirana je na takav način dau svakom se slučaju izvršava najmanje jednom. Međutim, postoje slučajevi kada je ciklus neophodan u slučaju određenog stanja, a u njegovom odsustvu, ponavljanje se ne bi trebalo provoditi. U suprotnom, rezultat će biti netočan. Tu se koristi petlja preduvjeta. Da biste ga stvorili, potrebna vam je konstrukcija "dok A do B". Prva naredba doslovno se prevodi kao "ćao". A - uvjet i B - radnje koje će se ponoviti. Cijela konstrukcija znači: "dok je uvjet istinit, izvodite radnje."

Svi osnovni algoritamski konstrukti djelujusamo u određenim slučajevima. Što su oni u petlji s preduvjetom? Ako trebate ponoviti više od jedne radnje, ali nekoliko odjednom, tada biste trebali koristiti složene operatore ili posebne zagrade. Petlja može propasti ako uvjet prilikom ulaska u nju nije istinit. Sukladno tome, postupci će se ponoviti ako je to točno.

Algoritam pomagača

Pomoćni algoritam koristi se u ostalimobrađuje navodeći samo njegovo ime. Ne pripada glavnim algoritamskim konstrukcijama. U programskim jezicima takav se postupak radnje naziva potprogramom. Kako bi se olakšao rad s kodom i naknadno lakše riješilo probleme, svaka se radnja kombinira u jedan blok, što je pomoćni algoritam. Svatko od njih može dobiti svoje ime, što vam omogućuje naknadno pozivanje na njega.