Алгоритмы. Основные типы алгоритмов
Алгоритмы бывают трех основных видов, которые и являются базовыми при написании программ.
Первый тип — линейный алгоритм; такой, в котором все действия выполняются в строгом порядке, последовательно, одно за другим. Типичный жизненный пример такого алгоритма — рецепт пирога.
Второй тип — разветвляющийся алгоритм; такой, в котором выполняются те или иные действия в зависимости от выполнения или невыполнения некоего условия. Пример из жизни — правило перехода улицы по светофору. Если горит красный — стоим, если горит зеленый — идем.
Третий тип — циклический алгоритм; такой, в котором присутствуют повторяющиеся действия с какой-либо изменяющейся величиной, такназываемым параметром. Пример — колка дров. Берем полено — колем топором, берем второе полено и т. д., пока поленья не закончатся, и эта работа нам не надоест.
Каждый алгоритм создаётся автором (человеком или группой людей) и рассчитан для выполнения конкретным исполнителем.
Исполнитель алгоритма — это человек или какое-либо устройство(компьютер или робот).
Алгоритм должен быть составлен таким образом, чтобы исполнитель,для которого создан алгоритм, смог выполнить его и получитьрезультат.
Алгоритмы. Ветвящиеся алгоритмы. Примеры
Первая задача: даны два числа; выбрать большее из них.
Пусть исходными данными являются переменные А и В. Их значения будут задаваться вводом. Значение большего из них должно быть присвоено переменной С и выведено на экран компьютера. Например, если А = 5, В = 8, то должно получиться: С = 8.
Блок-схема алгоритма решения этой задачи изображена на рис. 3.6.
|
Рис. 3.6. Алгоритм выбора большего из двух чисел (с полным ветвлением) |
Нетрудно понять смысл этого алгоритма. Если значение переменной А больше, чем В, то переменной С присвоится значение А. В противном случае, когда А < В, переменной С присвоится значение В.
Условием, по которому разветвляется алгоритм, является отношение неравенства А > В. Изучая базы данных и электронные таблицы, вы узнали, что такое отношение является логическим выражением. Если оно справедливо, то результатом будет логическая величина "истина" и выполнение алгоритма продолжится по ветви "да"; в противном случае логическое выражение примет значение "ложь" и выполнение алгоритма пойдет по ветви "нет".
До выполнения на компьютере правильность алгоритма можно проверить путем заполнения трассировочной таблицы. Вот как будет выглядеть трассировка нашего алгоритма для исходных значений А = 5, В = 8.
Шаг |
Операция |
А |
В |
С |
Проверка условия |
||||
1 |
ввод А, В |
5 |
8 |
|
|
||||
2 |
А>В |
5 |
8 |
|
5 > 8, нет (ложь) |
||||
3 |
С:=В |
5 |
8 |
8 |
|
||||
4 |
вывод С |
5 |
8 |
8 |
|
||||
Ветвление является структурной командой. Его исполнение происходит в несколько шагов: проверка условия (выполнение логического выражения) и выполнение команд на одной из ветвей "да" или "нет". Поэтому в трассировочной таблице записываются не команды алгоритма, а отдельные операции, выполняемые компьютером на каждом шаге.
В алгоритме на рис. 3.6 используется полное ветвление. Эту же самую задачу можно решить, применяя структурную команду неполного ветвления. Блок-схема такого алгоритма изображена на рис. 3.7.
|
Рис. 3.7. Алгоритм выбора большего из двух значений (с неполным ветвлением)
|
Циклический алгоритм - это такой алгоритм, действия которого повторяются. Существует два типа циклических алгоритмов:
Цикл типа "Пока" |
Цикл типа "Для" |
|
|
Пример: алгоритм продавца по обслуживанию покупателей |
Пример: алгоритм учителя по проверке тетрадей учеников |
Циклический алгоритм типа "Для" - это такой циклический алгоритм, в котором число повторений известно. Для организации циклов с известным числом повторений (типа "Для") используют оператор FOR - NEXT.
Циклический алгоритм типа "Пока" - это такой циклический алгоритм, действия которого будут выполнятся до тех пор пока выполняется заданное условие.