Стратегия реализации алгоритмов
Алгоритм любой сложности может быть представлен комбинацией трех базовых структур:
композиция или следования;
ветвления (альтернатива, если - то - иначе);
итерация или цикл (с предусловием, с постусловием, с конечным числом повторений).
Характерной особенностью этих структур является наличие у них одного входа и одного выхода.
Первая базовая структура. Базовая структура "композиция или следование" означает, что несколько операторов должны быть выполнены последовательно друг за другом и только один раз за время выполнения данной программы. Совокупность связанных блоков структур "следования" называется линейным вычислительным алгоритмом.
Под оператором понимается формальная запись предписания для выполнения некоторой последовательности действий.
Вторая базовая структура. Второй базовой структурой является " альтернатива или ветвление". Эта структура обеспечивает, в зависимости от результата проверки условия (истинна или ложь), выбор одного из альтернативных путей работы алгоритма, причем каждый из путей ведет к общему выходу.
Возможные пути выполнения алгоритма помечают соответствующими метками: истина/ложь, да/нет, 1/0.
В частном случае может оказаться, что для одного из выбранных путей действий предпринимать не нужно. Такая структура получила название "обход" или структура "если - то".
Структура Если- То(обход)
Структура Если -То -Иначе
Алгоритм, в состав которого входит базовая структура " альтернатива или ветвление", называется разветвляющейся.
Если в алгоритме имеется три и более направления ветвления, то его можно представить в виде совокупности нескольких базовых структур "если - то - иначе". Такую разновидность структуры "разветвления часто называют "множественный выбор".
Третья базовая структура. Третья базовая структура "цикл". Цикл обеспечивает повторное выполнение или, другими словами, циклическую работу операторов.
Различают три разновидности этой структуры:
"цикл - пока"
"цикл - до".
конечное число повторений.
Группа операторов, повторяющихся в цикле, называются телом цикла. Основное отличие структуры "цикл - пока" от структуры "цикл - до" заключается в том, что в первой структуре операторы тела цикла в зависимости от условия могут не выполняться совсем, тогда как в структуре "цикл - до" тело цикла будет выполняться хотя бы один раз. Можно заметить, что в структуре "цикл - пока" проверка выполнения условия осуществляется перед выполнением операторов тела цикла, а в структуре "цикл - до" - после прохождения тела цикла.
Циклы могут содержать внутри себя другие циклы. Такие структуры называются вложенными циклами. Алгоритмы, имеющие в своем составе базовую структуру "цикл", называются циклическими.
Рассмотренные базовые структуры рекомендуются применять для соблюдения структурного похода к разработке алгоритмов. Реальные алгоритмы представляют собой совокупность всех рассмотренных базовых структур. Цикл с заданным числом повторений (счетный цикл) - обозначает повторение некоторых действий указанное число раз.
I=n1, n2, h
