3.2算法及其描述 课件(共26张PPT) 2023—2024学年 粤教版（2019）高中信息技术必修1

(课件网) 3.2算法及其描述 目录 contents 算法及其描述概述 算法的流程与结构 算法的设计方法 算法的评估与优化 算法的应用场景 CHAPTER 01 算法及其描述概述 算法的基本概念 算法的特性 有穷性 算法必须在有限的步骤内完成 算法的基本概念 可行性 算法的每个步骤都必须能够被有效地执行 输入项 算法可以从外部环境中获取输入数据 输出项 算法必须产生输出结果以解决特定的问题 算法的基本概念 流程图描述 流程图是一种用图形符号表示算法的流程和逻辑的工具。它具有直观、清晰、易于理解等优点，但是流程图的制作比较耗时且容易出错。 自然语言描述 使用自然语言来描述算法，使得读者能够容易理解算法的流程和逻辑。但是，自然语言描述往往不够精确和严谨，容易产生歧义。 伪代码描述 伪代码是一种用类似于编程语言的形式来描述算法的方法。它具有精确、严谨、易于编写等优点，但是伪代码需要一定的编程基础才能理解。 算法的描述方式 01 时间复杂度 时间复杂度是指算法执行时间的增长速度与输入数据规模之间的关系。通常使用大O符号来表示时间复杂度，例如O。 空间复杂度 空间复杂度是指算法所需存储空间的增长速度与输入数据规模之间的关系。空间复杂度分析可以帮助我们了解算法的内存消耗情况，从而优化算法的设计和实现。 其他复杂度指标 除了时间和空间复杂度外，还有一些其他的复杂度指标，例如通信复杂度、计算复杂度等，它们分别衡量了算法在不同方面的性能表现。 算法的复杂度分析 02 03 CHAPTER 02 算法的流程与结构 在算法的开始，我们需要确定算法的输入和输出，并初始化必要的变量和数据结构。 算法的基本流程 算法的开始 算法的主体是算法的核心部分，它包含了主要的计算和操作。通常，我们会将算法的主体部分用一系列的语句来表示。 算法的主体 在算法的结束部分，我们会进行必要的清理工作，如释放资源、输出结果等。 算法的结束 算法的控制结构 选择结构 选择结构可以根据条件判断执行不同的语句。常见的选择结构有if语句和switch语句。 循环结构 循环结构可以重复执行一段代码，直到满足特定的条件。常见的循环结构有for循环和while循环。 顺序结构 顺序结构是最基本的控制结构，它按照语句的顺序依次执行。 1 算法的函数调用 2 3 函数是一段可重用的代码块，它可以被多次调用。函数的定义通常包括函数的名称、参数列表和函数体。 函数的定义 函数调用是通过函数名称和参数列表来调用函数。函数调用时，会执行函数体中的代码，并返回函数的结果。 函数的调用 函数的返回值是函数执行后的结果。在函数定义中，我们需要指定函数的返回值类型，并在函数体中计算并返回结果。 函数的返回值 CHAPTER 03 算法的设计方法 简单枚举法就是将所有可能的情况逐一列出并检查。例如，求解一个简单的数学函数的最值问题，可以将所有可能的输入值列出，并计算每个输入值对应的函数值，然后找出最大或最小的函数值。 枚举法 优序枚举法是根据一定的优先规则（如按大小顺序）来列出可能性，并逐一检查。例如，在解决最小生成树问题时，可以按照边的权值从小到大排序，然后逐一考虑每条边是否应该包含在最小生成树中。 消去枚举法是在检查每个可能性时，通过一些条件或规则来排除一些不可能的情况，从而减少需要检查的可能性数量。例如，在求解一个数列的最大子段和问题时，可以通过观察数列中的负数和正数的数量和位置，排除一些不可能的情况，从而减少需要检查的子段数量。 简单枚举法 优序枚举法 消去枚举法 完全归纳法：完全归纳法是将所有可能的情况逐一列出并检查，然后从中找出规律性的模式。例如，在解决数列求和问题时，可以将所有可能的数列逐一列出并计 ... ...