中圖版 (2019)必修1 數(shù)據(jù)與計(jì)算2.2.2 描述算法優(yōu)秀練習(xí)題習(xí)題課件ppt

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小明到北京旅游，他乘坐火車到達(dá)了北京站，然后準(zhǔn)備乘坐地鐵去天安門參觀，地鐵線路圖如下圖所示，你能幫小明規(guī)劃好路線嗎？是否只有一條路線？請大家思考這個問題。
路線1：乘坐地鐵2號線，從北京站到建國門站，在建國門站換乘1號線，在天安門東站下車。
路線1：共乘坐4站，換乘1次。
路線2：乘坐地鐵2號線，從北京站到崇文門站，在崇文門站換乘5號線，到東單站，在東單站換乘1號線，在天安門東站下車。
路線2：共乘坐4站，換乘2次。
尋找路線的方法，可以稱之為算法
當(dāng)你想要從北京去上海迪士尼旅游，你會如何規(guī)劃行程呢？
廣義上講，算法是解決一個特定問題而采取的確定的、有限的步驟。
① 網(wǎng)上購買迪士尼門票；② 根據(jù)日期，購買火車票或者飛機(jī)票；③ 根據(jù)行程及日期安排，預(yù)訂住宿酒店；④ 帶好各種票據(jù)，準(zhǔn)備好行李，按時(shí)乘車；⑤ 到達(dá)上海，乘坐出租車或公共交通車輛去往酒店入住，放行李；⑥ 帶好門票，按時(shí)到迪士尼游玩。
解決同一個問題的算法可能有多種。
算法就是在解決特定問題時(shí)，采取的確定的、有限的步驟。
分析解決以下三個問題的算法，歸納算法的特征。
在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，算法作為一個精心設(shè)計(jì)的運(yùn)算序列，描述了計(jì)算機(jī)如何將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的過程。算法一般具有如下特征：
算法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域中，不只是解決數(shù)學(xué)問題。例如，如何在圖書管理系統(tǒng)中查找需要的書籍？解決該問題的過程也是算法嗎？符合算法的五個特征嗎？
小明在去往地鐵站時(shí)，在路口遇到了一個紅綠燈。小明發(fā)現(xiàn)該紅綠燈上配有一個倒計(jì)時(shí)器，倒計(jì)時(shí)15秒之后紅燈變成了綠燈，如何將“倒計(jì)時(shí)15秒”的算法描述出來？
將計(jì)數(shù)器t（剩余秒數(shù)）設(shè)為15；如果t大于等于1，執(zhí)行步驟③，否則執(zhí)行步驟⑤；顯示t，并保持顯示1秒，然后清除顯示；將t的值減1，跳轉(zhuǎn)至步驟②。倒計(jì)時(shí)結(jié)束。
流程圖是用圖形表示算法的一種常用工具。用流程圖描述的算法直觀易讀，問題解決的步驟清晰簡潔，算法結(jié)構(gòu)表達(dá)明確。
操作時(shí)，我們可以在紙上手工繪制流程圖，也可以使用工具軟件或者到特定的網(wǎng)站進(jìn)行繪制。
將計(jì)數(shù)器t設(shè)為15；如果t大于等于1，執(zhí)行步驟③，否則執(zhí)行步驟⑤；顯示t，并保持顯示1秒，然后清除顯示；將t的值減1，跳轉(zhuǎn)至步驟②。倒計(jì)時(shí)結(jié)束。
t ← 15while t ≥ 1 utput 1 sleep 1s clear t ← t-1end while
規(guī)避了程序設(shè)計(jì)語言嚴(yán)格的書寫格式，無歧義，結(jié)構(gòu)性強(qiáng)。
不太適合完全沒有程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的初學(xué)者。
自然語言就是使用日常所用的語言描述算法的步驟。優(yōu)點(diǎn)：使用簡單，易于理解。缺點(diǎn)：容易產(chǎn)生二義性。
流程圖是用圖形表示算法的一種常用工具。優(yōu)點(diǎn)：步驟清晰簡潔，算法結(jié)構(gòu)表達(dá)明確，適合初學(xué)者使用。缺點(diǎn)：繪制過程繁瑣，對于復(fù)雜問題，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，不易理解。
偽代碼是采用一種類似程序設(shè)計(jì)語言的代碼來描述算法。優(yōu)點(diǎn)：回避了程序設(shè)計(jì)語言嚴(yán)格的書寫格式，敘述準(zhǔn)確，無二義性，結(jié)構(gòu)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：需要具備一定的程序設(shè)計(jì)語言基礎(chǔ)，不利于初學(xué)者使用。
某地有兩種不同類型的出租車，其計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)分別為：甲車3千米起步，價(jià)格10元，3千米以上（含3千米）每千米為2元；乙車3千米起步，價(jià)格8元，3千米以上（含3千米）每千米2.2元。
設(shè)計(jì)算法，在不同里程時(shí)給出最優(yōu)資費(fèi)的用車選擇。選用一種描述方法對該算法進(jìn)行描述，并解釋其中使用到的基本結(jié)構(gòu)。
p1←甲車的起步價(jià)p2←乙車的起步價(jià)x1←甲車起步里程后，每千米的費(fèi)用x2←乙車起步里程后，每千米的費(fèi)用n←計(jì)劃行使的里程數(shù)
p1,p2,x1,x2,n
在實(shí)際問題解決中，經(jīng)常會將三種控制結(jié)構(gòu)綜合使用。
已知有10個一模一樣的零件，其中9個零件的質(zhì)量相同，只有一個質(zhì)量略輕，不符合規(guī)格要求。現(xiàn)在有一臺天平，請?jiān)O(shè)計(jì)算法找出該零件。
如果有n個零件（n＞10），要找出其中質(zhì)量較輕的一個零件，以上方法是否仍然可用？試分析 n = 10000時(shí)，這些算法在問題解決效率上的不同。
在解決問題時(shí)，可根據(jù)問題規(guī)模，選擇合適算法
在實(shí)際解決問題的過程中，應(yīng)綜合考慮問題類型、問題規(guī)模、適用范圍等因素，選擇合適算法。
算法就是解決一個特定問題而采取的確定的，有限的步驟。
對于同一個問題，不同算法解決問題的效率不同。