2020-2021学年信息学奥赛资料 第二课 程序设计、算法（适用于高中）课件（24张PPT）

第二课 程序设计、算法，C++语言简介

目 标
预知识：程序设计、算法和C++
顺序结构
标准数据类型和变量的定义
1、程序设计
程序设计
是给出解决特定问题程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。
0.2、算法
算法（Algorithm）是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。
有穷性
确切性
输入项（≥0）
输出项（≥1）
可行性
算法
描述算法的方法有多种，常用的有自然语言、结构化流程图、伪代码和PAD图等，其中最普遍的是流程图。
循环for语句流程图
顺序结构流程图
计算机程序
计算机程序
是用计算机语言编写的能完成一定功能的指令序列。
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计算机语言
计算机语言是计算机能识别的指令及其使用规则的集合。
计算机语言有很多种:
例如：C、Java、VB、Python、PHP、C++等。
C++语言简介：
1、C++是一种历史悠久的语言。1983年，，贝尔实验室的Bjarne Stroustrup在C语言基础上推出了C++。 C++进一步扩充和完善了C语言，是一种面向对象的程序设计语言。
2、C++是应用广泛、深受欢迎的语言，流行程序排行第三\四。排在前四名的分别是C、Java、C++和Objective C。
3、C++兼容C，是面向对象的语言，适合编写系统程序。
4、C++标准的版本。第一个标准，C++98，1998年发布；第二个标准C++03，2003年发布；第三个标准，C++11，2011年发布；下一个标准可能是C++15、C++17。本课程主要讲标准的C++。
何谓好的程序
符合以下两条，即是好的程序：
第一：能完成要求的功能。
第二：良好的性能。
（包括：1、可读性好，易于理解。2、节省时间，节约空间。3、可靠性高，易维护。）
可读性好易于理解
节省时间
节约空间
可靠性高易维护
C++程序简介：
C++的程序是结构化程序设计语言。结构化程序包括顺序、选择、循环三种控制结构。顺序结构就是按照语句的先后顺序依次招待程序的方式。
顺序
选择
循环
结构化
程序
例：最简单的程序：输出：Hello world!
【参考程序】
#include
int main(){
printf("Hello word!");
return 0;
}
提示：所有的代码都要在英状态输入。

1、顺序结构
标准数据类型和变量的定义
1.1标准数据类型和变量的定义
知识点：
各种标准数据类型的分类、定义标识符、占字节数、数值范围、表现形式和应用，常量和变量的概念、分类、语法格式说明和应用。
1.1.1、标准数据类型
知识点：
C++语言提供了丰富的数据类型。
本节介绍几种基本的数据类型：整型、实型、字符型。
它们都是系统定义的简单数据类型，称为标准数据类型。
1.1标准数据类型和变量的定义
1、整型（integer）
在C++语言中，整型类型标识符为int。根据整型变量的取值范围又可将整型变量定义为以下8种整型类型：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}数据类型
定义标识符
占字节数
数值范围
数值范围
短整型
short [int]
2(16位)
-32768～32767
-215～215-1
整型
[long] int
4(32位)
-2147483648～2147483647
-231～231-1
长整型
long [int]
4(32位)
-2147483648～2147483647
-231～231-1
超长整型
long long [int]
8(64位)
-9223372036854775808～9223372036854775807
-263～263-1
无符号整型
unsigned [int]
2(16位)
0～65535
0～216-1
无符号短整型
unsigned short [int]
2(16位)
0～65535
0～216-1
无符号长整型
unsigned long [int]
4(32位)
0～4294967295
0～232-1
无符号超长整型
Unsigned long long
8(64位)
0～18446744073709551615
0～264-1
1.1标准数据类型和变量的定义
2、实型（real）
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}数据类型
定义标识符
数值范围
占字节数
有效位数
单精度实型
float
-3.4E+38～3.4E+38
4(32位)
6～7位
双精度实型
double
-1.7E+308～1.7E+308
8(64位)
15～16位
长双精度实型
long double
-3.4E+4932～1.1E+4932
16(128位)
18～19位
布尔变量
bool
真true或假false
1(8位)
　
1.1标准数据类型和变量的定义
3、字符型（char）
字符常量有以下两种表示法：
　　⑴、普通表示形式
字符常量是由单个字符组成，所有字符采用ASCII编码，ASCII编码共有128个字符(表2-4)。
在程序中，通常用一对单引号将单个字符括起来表示一个字符常量。如：'a'，'A'，'0'等。如字符A的序号是65，字符a的序号是97, 字符0的序号的48。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}序号
字符
序号
字符
序号
字符
序号
字符
序号
字符
序号
字符
32
空格
48
0
64
@
80
P
96
`
112
p
33
!
49
1
65
A
81
Q
97
a
113
q
34
”
50
2
66
B
82
R
98
b
114
r
35
#
51
3
67
C
83
S
99
c
115
s
36
$
52
4
68
D
84
T
100
d
116
t
37
%
53
5
69
E
85
U
101
e
117
u
38
&
54
6
70
F
86
V
102
f
118
v
39
'
55
7
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G
87
W
103
g
119
w
40
(
56
8
72
H
88
X
104
h
120
x
41
)
57
9
73
I
89
Y
105
i
121
y
42
*
58
：
74
J
90
Z
106
j
122
z
43
+
59
;
75
K
91
[
107
k
123
{
44
,
60
76
L
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\
108
l
124
|
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-
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M
93
]
109
m
125
}
46
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94
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～
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O
95
_
111
o
127
deL
1.1标准数据类型和变量的定义
3、字符型（char）
⑵、转义字符表示形式。
转义字符有三种用法：表示控制字符、表示特殊字符、表示所有字符。常用的转义字符如右表所示。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}转义字符
含义
'\n'
换行
'\t'
水平制表
'\b'
退格
'\r'
回车（不换行）
'\0'
空字符
'\’'
单引号
'\”'
双引号
'\\'
一个反斜杠字符
'\ddd'
1～3位八进制数所代表的字符
'\xhh'
1～2位十六进制数所代表的字符
1.1标准数据类型和变量的定义
例1：整型数据类型存储空间大小
【参考程序】：
#include
using namespace std;
int main()
{
int x;
short y;
cout<return 0;
}
分析：分别定义int，short类型的变量各一个，并依次输出它们的存储空间大小(单位：字节)。
整型数据类型存储空间大小
【说明】：
sizeof(表达式)除变量外，还可以是常量和各种标准类型。C++默认整型常量和实型常量为int型和double型，所以长度为4和8。
基于char数据在内存中存储的是整型数值，所以它可以和int变量一样做加减运算，下面这个例子说明了这种用法。
1.1标准数据类型和变量的定义
例2：大小字母的转换
【参考程序】：
　　#include
　　using namespace std;
　　int main()
　　{ char c1,c2;
　　 c1='a';
　　 c2='A';
　　 cout<　　 c1=c1-32; //小写字母转换大写字母
　　 c2=c2+32; //大写字母转换小写字母
　　 cout<　　}
　　运行结果：
　　a A
　　A a
【说明】：
因为所有小写字母的ASCII值要比对应大写字母的ASCII值大32，所以c1减去32后便得到原来字母的大写形式。反之，c2加上32后便得到原来字母的小写形式。
#include
using namespace std;
int main(){
int a = 2147483647;
a = a + 1;
cout << "a=" << a << endl;
return 0;
}
//运行程序，输出：a=-2147483648。
例、阅读并上机调试以下程序，观察运行结果，体会int类型的数据范围。
#include
using namespace std;
int main(){
int b = 0, a = 100;
char ch = 'A';
b = a + ch;
cout << ch << " " << int(ch) << " " << b << endl;
return 0;
}
//运行程序，输出：A 65 165。
程序中定义了b、a两个整型变量和一个字符型变量ch，并进行了初始化。需要注意的是，在C++中，字符型数据可以直接参与整型或者实型数据的运算，按照其ASCII码值使用。int(ch)表示把ch字符强制转换成int类型。
例、阅读并上机调试以下程序，观察运行结果。
作业：
编写一个程序，从键盘输入一个字符串，
实现里面数据大写转换成小写
感谢各位
Thank you for your