Линейный алгоритм

Линейный алгоритм (следование) состоит из последовательности операций, выполняющихся только один раз в порядке их следования.

Рис. 1 Линейная структура алгоритма

Разветвляющийся алгоритм

Разветвляющийся алгоритм (ветвление) обеспечивает выбор между двумя альтернативами. Выполняется проверка, а затем выбирается один из путей.

Подобная структура называется также «ЕСЛИ – ТО – ИНАЧЕ», или «развилка». Каждый из путей (ТО или ИНАЧЕ) ведет к общей точке слияния, так что выполнение программы продолжается независимо от того, какой путь был выбран.

Может оказаться, что для одного из результатов проверки ничего предпринимать не надо. В этом случае можно применять только один обрабатывающий блок.

Рис. 2 Разветвляющаяся структура алгоритма	Рис. 3 Структура «неполное ветвление»

Циклический алгоритм

Циклический алгоритм (Цикл) содержит некоторую последовательность операций, выполняемую многократно. Основной блок цикла, тело цикла, производит требуемые вычисления. Остальные блоки организуют циклический процесс: устанавливают начальные и новые значения данных, проверяют условия окончания или продолжения циклического процесса.

Различают два типа структур цикла: цикл с параметром или с повторением и цикл с условием. Циклический алгоритм позволяет компактно описать большое число одинаковых вычислений над разными данными для получения необходимого результата.

Циклы с параметром используют тогда, когда количество повторов тела цикла заранее известно. Схематично такой цикл и

зображен на рис. 6.

Циклы с условием используются тогда, когда число повторений заранее неизвестно, но задано условие окончания цикла. Причем, если условие окончания цикла проверяется перед выполнением тела цикла, то такие циклические структуры называют циклами с предусловием («Выполнять пока» рис. 4), а если проверка условия происходит после выполнения тела цикла – циклами с постусловием («Выполнять до тех пор пока не» рис.5).

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Объекты алгоритма

Решение любой задачи предполагает наличие реальных объектов – объектов задачи.

Например. При решении задачи о начислении зарплаты сотрудникам предприятия объектом задачи могут быть: табельный номер сотрудника, его фамилия, имя, отчество, оклад, отработанное время и т.д. При решении системы уравнений объектами задачи являются – число уравнений, коэффициенты уравнений, правые части.

Каждый объект задачи имеет свои характеристики (атрибуты). Фамилии и наименования – это строки символов, а коэффициенты уравнений, количество выпускаемой продукции – это числовые константы, представленные арифметическими выражениями или числами.

Если выполнение алгоритма возложено на ЭВМ, необходима строгая формализация задачи. Она предполагает замену объектов задачи – объектами алгоритма, которые должны наследовать их атрибуты. При разработке алгоритма могут появиться вспомогательные объекты не соответствующие никаким объектам задачи.

В практике программирования число базовых объектов невелико. Это константы, переменные массивы, файлы и некоторые другие.

Понятие константы. Например, в задаче нужно вычислить длину окружности L = π * D, здесь L и D – объекты задачи, а π – величина постоянная в любой задаче, т.е. это константа.

Константа может быть не только числом. Например, в некотором списке фамилий определяется наличие фамилии Иванов. В алгоритме фамилия – это объект, а Иванов – символьная константа.

Константа – это объект алгоритма. Каждая константа как объект алгоритма имеет фиксированный тип (арифметический, символьный или другой) и имеет фиксированное, неизменяемое в данном алгоритме значение, соответствующее ее типу. Значение константы обычно определено в условии задачи и известно до начала разработки алгоритма.

Понятие переменной. Переменная – это объект алгоритма, который имеет определенный фиксированный тип (арифметический, символьный или другой) и который в каждый момент исполнения алгоритма имеет единственное значение соответствующего типа. К моменту использования переменной в алгоритме ее значение должно быть определено. В ходе выполнения алгоритма значение переменной может изменяться.

Например, требуется вычислить и напечатать значение функции при изменении аргумента от заданного начального значения до заданного конечного значения с заданным шагом. Начальное значение, конечное значение, шаг – объекты задачи, которые в условии задачи не определены. Эти значения станут известны по ходу выполнения алгоритма: введены пользователем или получены в результате вычислений. Если не предусмотреть механизм их определения, исполнение алгоритма будет невозможно.

Имя объекта алгоритма. Каждый объект в алгоритме фигурирует под своим именем. Имя это неизменно, фиксировано и уникально. Имена для объектов устанавливает автор алгоритма. Рекомендуется выбирать мнемонические имена, которые отражают суть объекта.

Понятие массива. Массив – объект алгоритма. Во многих случаях разрозненные переменные удобно объединить в совокупность – массив, именуя все коэффициенты общим именем (именем массива) и индексами (номерами в массиве).

Индекс элемента массива позволяет обратиться к элементу массива «напрямую». По индексу массив строго упорядочен.

Массивом называется конечная упорядоченная совокупность данных одного типа, доступ к каждому осуществляется по его индексу.

В задачах используются как одномерные, так и многомерные массивы. Для указания положения элемента в двумерном массиве используют два индекса – сначала номер строки, затем номер столбца. Массивы могут быть как числовыми, так и символьными.

В любом алгоритме всегда присутствует раздел инструкций (выполнения действий), который имеет одну точку входа (НАЧАЛО) и одну точку выхода (КОНЕЦ). Закодированная форма инструкции, несущая определенный смысл называется оператором.

Рис. 7 – Пример записи алгоритм сортировки выбором с помощью блок-схемы