《RAPTOR程序設(shè)計(jì)教程谷風(fēng)詳析》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《RAPTOR程序設(shè)計(jì)教程谷風(fēng)詳析（55頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、RAPTOR程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)可視化計(jì)算1特制分析學(xué)習(xí)目標(biāo)為什么學(xué)習(xí)RAPTOR系統(tǒng)？RAPTOR程序設(shè)計(jì)環(huán)境有那些基本概念? 如何使用程序設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算問(wèn)題的求解？2特制分析為什么要學(xué)習(xí)RAPTOR？RAPTOR（the Rapid Algorithmic Prototyping Tool for Ordered Reasoning-用于有序推理的快速算法原型工具），是一種基于流程圖仿真的可視化的程序設(shè)計(jì)環(huán)境，為程序和算法設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)課程的教學(xué)提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境使用RAPTOR設(shè)計(jì)的程序和算法可以直接轉(zhuǎn)換成為C+、C#、Java等高級(jí)程序語(yǔ)言，這就為程序和算法的初學(xué)者鋪就了一條平緩、自然的學(xué)習(xí)階梯3特制分析

2、使用RAPTOR的理由可以在最大限度地減少語(yǔ)法要求的情形下，幫助用戶編寫正確的程序指令程序就是流程圖，可以逐個(gè)執(zhí)行圖形符號(hào)，以便幫助用戶跟蹤指令流執(zhí)行過(guò)程容易掌握用RAPTOR可以進(jìn)行算法設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，從而使初學(xué)者有可能理解和真正掌握“計(jì)算思維”4特制分析RAPTOR基本程序環(huán)境基本界面基本符號(hào)變量顯示區(qū)“Main”的初始狀態(tài)調(diào)速滑塊程序輸出區(qū)域5特制分析四種基本符號(hào)/語(yǔ)句目的目的符號(hào)符號(hào)名稱名稱說(shuō)明說(shuō)明輸入輸入語(yǔ)句輸 入 數(shù) 據(jù) 給一個(gè)變量變量處理賦值語(yǔ)句使 用 各 類 運(yùn)算 來(lái) 更 改 的變量變量的值處理過(guò)程調(diào)用執(zhí) 行 一 組 在命 名 過(guò) 程 中定義的指令輸出輸出語(yǔ)句顯 示變 量變 量的值

3、。6特制分析變量變量（variable）表示的是計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的位置，用于保存數(shù)據(jù)值在任何時(shí)候，一個(gè)變量只能容納一個(gè)值在程序執(zhí)行過(guò)程中，變量的值可以改變命名：以字母開(kāi)頭，由字母、數(shù)字、下劃線組成7特制分析變量賦值過(guò)程說(shuō)明說(shuō)明X的值的值程序程序當(dāng)程序開(kāi)始時(shí)，沒(méi)有任何變量存在未定義第一個(gè)賦值語(yǔ)句，X32，分配數(shù)據(jù)值32給變量X32下一個(gè)賦值語(yǔ)句，XX +1，檢索到當(dāng)前X的值為32，給它加1，并把結(jié)果33給變量X33下一個(gè)賦值語(yǔ)句，XX * 2，檢索到X當(dāng)前值為33，乘以2，并把結(jié)果66給變量X668特制分析RAPTOR變量值的設(shè)置基本原則：任何變量在被引用前必須存在并被賦值變量的類型由最初的賦值語(yǔ)句

4、所給的數(shù)據(jù)決定設(shè)置方法通過(guò)輸入語(yǔ)句賦值通過(guò)賦值語(yǔ)句的中的公式運(yùn)算后賦值通過(guò)調(diào)用過(guò)程的返回值賦值9特制分析RAPTOR數(shù)據(jù)類型數(shù)值（Number）：如12，567，-4，3.1415，0.000371字符串 （String）：如“Hello， how are you?”， “James Bond”， “The value of x is： ”注意：本系統(tǒng)不能使用漢字字符！10特制分析變量報(bào)錯(cuò)的原因未定義引用11特制分析變量報(bào)錯(cuò)的原因拼寫錯(cuò)12特制分析不同類型的數(shù)據(jù)不可比較13特制分析RAPTOR常量RAPTOR定義了四個(gè)常量（Constant）下列四個(gè)符號(hào)取值為固定值，不可更改，只能引用pi（圓

5、周率） 定義為 3.1416e （自然對(duì)數(shù)的底）定義為 2.7183true /yes(布爾值: 真) 定義為 1false/no(布爾值：假) 定義為 014特制分析給程序增加語(yǔ)句符號(hào)在“start”和“End”之間的箭頭上點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，在快捷菜單可以添加語(yǔ)句符號(hào)。15特制分析輸入(Input)(Input)語(yǔ)句輸入語(yǔ)句的編輯（Edit）對(duì)話框提示部分變量部分16特制分析輸入(Input)(Input)語(yǔ)句輸入語(yǔ)句在流程圖中顯示的狀態(tài)運(yùn)行時(shí)對(duì)話框17特制分析輸出語(yǔ)句 執(zhí)行輸出語(yǔ)句將在主控（Master Console）窗口顯示輸出結(jié)果輸出的結(jié)果可以使用或不使用換行操作其中The Number

6、Is:是輸出語(yǔ)句的提示部分，為文本型數(shù)據(jù)兩端加雙引號(hào)，+ 表示連接后面的內(nèi)容，n 兩端無(wú)雙引號(hào)表示它是一個(gè)變量。End current line 選中表示下一個(gè)輸出語(yǔ)句將另起一行。注意：提示部分文字只能用英文，不支持漢字。18特制分析輸出語(yǔ)句 運(yùn)行程序，點(diǎn)擊工具欄的在輸入框輸入數(shù)字：5輸出結(jié)果出現(xiàn)在主控窗口。19特制分析賦值語(yǔ)句（編輯）在輸入語(yǔ)句和輸出語(yǔ)句之間插入賦值符號(hào)，雙擊Set部分為接受賦值的變量或To部分為表達(dá)式20特制分析賦值語(yǔ)句（顯示）流程圖中的賦值語(yǔ)句21特制分析表達(dá)式可以是任何計(jì)算單個(gè)值的簡(jiǎn)單或復(fù)雜公式是值（無(wú)論是常量或變量）和運(yùn)算符的組合。 例如，考慮下面的兩個(gè)例子：（1）x

7、 (3+9)/3（2）x 3+(9/3)22特制分析內(nèi)置運(yùn)算符和函數(shù) 數(shù)學(xué)運(yùn)算: +，-，*，/，*（加、減、乘、除、乘方）rem， mod（求余），sqrt（開(kāi)平方）log， abs， （對(duì)數(shù)，絕對(duì)值）ceiling， floor （向下取整，向上取整）23特制分析內(nèi)置運(yùn)算符和函數(shù)三角函數(shù):sin，cos，tan；正弦正弦 ，余弦余弦 ，正切正切 cot，arcsin，arccos；余切余切 ，反正弦反正弦 ，反余弦反余弦 arctan， arccot；反正切反正切 ，反余切反余切 24特制分析內(nèi)置運(yùn)算符和函數(shù)random，偽隨機(jī)數(shù) Length_of 求數(shù)組元素個(gè)數(shù)，求字符串長(zhǎng)度25特制分

8、析表達(dá)式計(jì)算的“優(yōu)先順序” 1.計(jì)算所有函數(shù)的值；2.計(jì)算括號(hào)中表達(dá)式；3.計(jì)算乘冪(，*)；4.從左到右，計(jì)算乘法和除法，最后從左到右，計(jì)算加法和減法。26特制分析注釋 注釋本身對(duì)計(jì)算機(jī)毫無(wú)意義，并不會(huì)被執(zhí)行。注釋的目的是增強(qiáng)程序的可讀性，幫助他人理解你所設(shè)計(jì)的程序或算法 27特制分析一個(gè)帶注釋的算法注釋的四種類型：1.編程標(biāo)題2.分節(jié)描述3.邏輯描述4.變量說(shuō)明28特制分析選擇控制可能性可能性 1可能性可能性2Statement 1Statement 2aStatement 3Statement 1Statement 2bStatement 3當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，如果決策的結(jié)果是“Yes”（Tr

9、ue），則執(zhí)行左側(cè)分支如果結(jié)果是“No”（False），則執(zhí)行右側(cè)分支29特制分析選擇控制注意選擇控制語(yǔ)句的兩個(gè)路徑之一可能是空的，或包含多條語(yǔ)句選擇控制結(jié)構(gòu)在英語(yǔ)環(huán)境中被稱為“if-if-thenthen”結(jié)構(gòu)30特制分析決策表達(dá)式?jīng)Q策表達(dá)式（Decision Expressions）是一組值（常量或變量）和關(guān)系運(yùn)算符的結(jié)合, 期望得到Y(jié)ES/NO這樣的結(jié)果關(guān)系運(yùn)算符（=、 / =、 、 =），必須針對(duì)兩個(gè)相同的數(shù)據(jù)類型值比較例如，3 = 4或Wayne = Sam是有效的比較，但3 = Mike則是無(wú)效的31特制分析決策表達(dá)式中的運(yùn)算符說(shuō)明運(yùn)算說(shuō)明例=等于3 = 4 結(jié)果為 No(fals

10、e)!=/=不等于3 != 4結(jié)果為Yes(true)3 /= 4結(jié)果為 Yes(true)小于3 4結(jié)果為Yes(true)=小于或等于3 大于3 4結(jié)果為No(false)=大于或等于3 = 4結(jié)果為No(false)and與(3 4) and (10 20)結(jié)果為Yes(true)or或(3 20) 結(jié)果為Yes(true) not非not (3 4)結(jié)果為No(false)32特制分析級(jí)聯(lián)( (嵌套) )選擇控制在選擇結(jié)構(gòu)里面插入選擇結(jié)構(gòu)33特制分析循環(huán)控制循環(huán)（loop）控制語(yǔ)句允許重復(fù)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)句，直到某些條件變?yōu)檎嬷担═rue）菱形符號(hào)中的表達(dá)式結(jié)果為“No”，則執(zhí)行“No

11、”的分支，這將導(dǎo)致循環(huán)語(yǔ)句和重復(fù)要重復(fù)執(zhí)行的語(yǔ)句可以放在菱形符號(hào)上方或下方循環(huán)控制結(jié)構(gòu)在英語(yǔ)環(huán)境中被稱為“While-doWhile-do”結(jié)構(gòu)34特制分析循環(huán)測(cè)試在循環(huán)語(yǔ)句中，究竟是先計(jì)算后測(cè)試，還是先測(cè)試后計(jì)算，或者在計(jì)算的過(guò)程中間進(jìn)行測(cè)試？前序測(cè)試（Pre-test）后續(xù)測(cè)試（Post-test）中序測(cè)試（Intermediate-test）35特制分析刪除圖的Statement 2Statement1為前置條件Statement 3是主循環(huán)體如果進(jìn)入了Statement3，測(cè)試條件也必須由這一部分進(jìn)行修改；前序測(cè)試36特制分析中序測(cè)試Statement2是主循環(huán)體之一而測(cè)試條件也是在S

12、tatement 2中產(chǎn)生Statement3是主循環(huán)體之二37特制分析后續(xù)測(cè)試刪除和Statement3Statement2是主循環(huán)體而測(cè)試條件也是在Statement 2中產(chǎn)生；38特制分析輸入驗(yàn)證循環(huán)之一中序測(cè)試39特制分析輸入驗(yàn)證循環(huán)之二40特制分析計(jì)數(shù)循環(huán)循環(huán)按特定的次數(shù)，來(lái)執(zhí)行某個(gè)代碼塊一個(gè)著名的縮寫 I.T.E.M (Initialize， Test， Execute， Modify，初始化，測(cè)試，執(zhí)行，和修改)表示可以用來(lái)檢查一個(gè)循環(huán)計(jì)數(shù)器變量使用是否正確的基本過(guò)程41特制分析典型的循環(huán)錯(cuò)誤42特制分析計(jì)數(shù)控制循環(huán)之一前序測(cè)試43特制分析計(jì)數(shù)控制循環(huán)之二后序測(cè)試44特制分析RA

13、PTOR子程序與子圖定義與調(diào)用在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，將實(shí)際問(wèn)題抽象化是解決問(wèn)題的關(guān)鍵要素之一一項(xiàng)研究成果表明，人類的大腦平均只能同時(shí)積極關(guān)注約4件事情，大大少于以往研究所得的7件事情的結(jié)論為了解決復(fù)雜的問(wèn)題，必須能夠研究問(wèn)題的“主要方面（big issues）”45特制分析組合數(shù)求解很容易看到，求組合數(shù)需要多次求階乘，這會(huì)造成許多重復(fù)的代碼，現(xiàn)在將求階乘代碼獨(dú)立出主程序，定義為一個(gè)子程序，在主程序運(yùn)行時(shí)，需要計(jì)算某數(shù)的階乘時(shí)就調(diào)用子程序，從而簡(jiǎn)化整個(gè)軟件的組成，使結(jié)構(gòu)更清晰。46特制分析47特制分析創(chuàng)建RAPTOR子程序子程序如同一個(gè)加工廠，輸入原材料，然后按設(shè)計(jì)要求處理原材料，輸出產(chǎn)成品子程序的原

14、材料就是一些變量,例如（in:char）,為統(tǒng)計(jì)子程序輸入測(cè)試樣本子程序的產(chǎn)成品也是變量，例如（out: count）,向調(diào)用它的程序返回統(tǒng)計(jì)結(jié)果其中，in, out表示子程序的輸入輸出參數(shù)48特制分析子程序定義子程序定義界面上的接口參數(shù)稱為“形式參數(shù)”RAPTOR的子程序參數(shù)不得超過(guò)6個(gè)子程序參數(shù)可以是單個(gè)變量，也可以是數(shù)組49特制分析一個(gè)設(shè)計(jì)完成的子程序50特制分析過(guò)程調(diào)用語(yǔ)句(編輯) 編輯對(duì)話框注意已有過(guò)程提示51特制分析過(guò)程調(diào)用語(yǔ)句（顯示）注意，內(nèi)置過(guò)程，子圖，子程序的調(diào)用使用同樣的語(yǔ)句，但子圖沒(méi)有參數(shù)；內(nèi)置過(guò)程或子程序需要參數(shù)52特制分析子程序的調(diào)用如要調(diào)用子程序，可以通過(guò)調(diào)用語(yǔ)句并給子程序的接口賦予“實(shí)際參數(shù)”進(jìn)行實(shí)際參數(shù)的名與形式參數(shù)的可以不同實(shí)際參數(shù)的數(shù)據(jù)類型則必須與形式參數(shù)的相同53特制分析實(shí)參形參54特制分析End of ch1-155特制分析