测量程序基本算法.ppt

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本章重点
算法的概念及特性，数据文件的建立、读写，矩阵运算，排序算法，坐标方位角的计算
演讲人姓名
算法（Algorithm）及其表示
概念
广义地讲：算法是为完成一项任务所应尊循的一步一步的、规则的、精确的、无歧异的描述，它的总步数是有限的。
狭义地讲：算法是解决一个问题采取的方法和步骤的描述。
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例1：找出三个数中的最大的数。
假如三个数已存放在数组a(2)中了，用Max存储最大的数。
算法设计如下：
比较a(0)与a(1)，将大的数放到Max中；
比较Max与a(2)，若Max小于a(2)，将a(2)赋值给Max。
例2：输入10个数，输出其中最大的数。
算法设计如下：
输入一个数，存入变量A中，将记录数据个数的变量N赋值为1，即N=1；
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将A存入表示最大值的变量Max中，即Max=A；
再输入一个值给A，如果A>Max 则 Max=A, 否则Max不变；
让记录数据个数的变量增加1，即N=N+1；
判断N是否小于等于10，若成立则转到第（3）步执行，否则转到第（6）步；
输出max。
算法的特性
对于任意一组合法输入值，在执行有穷步骤之后一定能结束，即：算法中的每一步骤都能在有限时间内完成。
有穷性
对于每种情况下所应执行的操作，在算法中都有确切的规定，使算法的执行者或阅读者都能明白其含义以及如何执行。
确定性
可行性
算法中的所有操作都必须足够基本，都可以通过已经实现的基本操作运算有限次实现它。
有输入
作为算法加工对象的量值，通常体现为算法中的一组变量。有些输入量需要在算法执行过程中输入，而有的算法表面上可以没有输入，实际上已经被嵌入算法中。
有输出
它是一组与“输入”有确定关系的量值，是算法进行信息加工后得到的结果，这种确定关系即为算法的功能。
设计算法时，通常应考虑达到以下目标：
正确性
对算法是否“正确”的理解可以有以下四个层次：
程序中不含语法错误；
程序对于几组输入数据能够得到出满足要求的结果；
程序对于精心选择的、典型、苛刻且带有刁难性的几组输入数据能够得出满足要求的结果；
程序对于一切合法的输入数据都能得出满足要求的结果；
算法设计的原则
2、可读性
算法主要是为了人的阅读与交流，其次才是为计算机执行。因此算法应该易于人的理解；另一方面，晦涩难度的程序易于隐藏较多错误而难以调试；
3、健壮性
当输入的数据非法时，算法应当恰当地作出反应或进行相应处理，而不是产生莫名其妙的输出结果。并且，处理出错的方法不应是中断程序的执行，而应是返回一个表示错误或错误性质的值，以便在更高的抽象层次上进行处理。
高效率与低存储量需求
通常，算法的效率指的是算法执行时间；存储量指的是算法执行过程中所需的最大存储空间。两者都与问题的规模有关。
算法的表示
用自然语言及伪代码来表示
自然语言：是指人们日常使用的语言，可以是汉语、英语或其它语言。
伪代码：是用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号（包括数学符号）来描述算法。
例1用伪代码表示
Begin 算法开始
If a(0)>a(1) 则 a(0)->Max
否则 a(1)->Max
If a(2)>Max 则 a(2)->Max
End 算法结束