fortran语言及在气象方面应用

NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY,第二章 算法程序的关键,22,FORTRAN语言程序设计,第二章,算法程序的关键,本章内容,算法的含义及其特征,算法的表示,简单算法举例,1.算法的含义,（,1,）算法是程序的重要组成部分,（,2,）算法是,为解决一个问题而采取的方法和步骤,（,3,）算法分类：,数值运算算法,，,非数值运算算法,2.1 算法的含义及其特征,计算机算法入门,【例1_1】 求5!,即：12345,分析：,重复做两个数的乘法,设两个变量：,T被乘数,i 乘数,算法如下：,S1: 1=T,S2: 2=i,S3: Ti=T,S4: i+1=i,S5: 若i5，返回S3。,否则,打印T,结束。,【例1_2】,输入三个数，然后输出其中最大的数。,解决步骤即算法如下：(注意是计算机算法）,初步分析得以下结果：,设四个变量：,A,B,C-,用来存放三个数,MAX-,用来存放最大数,算法如下：,S1:,输入,A,、,B,、,C,。,S2: A,与,B,中大的一个放入,MAX,中。,S3:,把,C,与,MAX,中大的一个放入,MAX,中。,s4:,输出,MAX ,MAX,即为最大数。,细化后得到精确的算法：,这样的算法已经可以很方便地转化为相应的程序语句了。,s1: 输入A，B，C。,s2: 若A B， 则 MAX A；,否则 MAX B。,s3: 若C MAX，则 MAX C。,s4: 输出MAX，MAX即为最大数。,【例1_3】,猴子吃桃问题：有一堆桃子不知数目，猴子第一天吃掉一半，觉得不过瘾，又多吃了一只，第二天照此办理，吃掉剩下桃子的一半另加一个，天天如此，到第十天早上，猴子发现只剩一只桃子了，问这堆桃子原来有多少个？,分析,：用a1, a2, . .，a10分别表示第1天到第10天桃子的个数，显然有如下的关系：,a,i,=2*(a,i+1,+1),(i=9,8,7,6,1),且只有a10是已知的。显然这是一个递推的计算过程，我们可以用循环来处理它，并且涉及到的仅仅是相邻两天的桃子的个数。所以可以有如下的简化处理：统一,用a0表示前一天的桃子数， a1表示后一天的桃子数,。,算法如下：,s1: a1=1;,第1 0天的桃子数，a1的初值,s2: i = 9;,计数器初值为9,s3: a0= 2 * ( a1+ 1 );,计算当天的桃子数,s4: a1= a0;,将当天的桃子数作为下一次计算的值,s5: i = i-1;,s6: 若i = 1，转s3;否则，输出a0的值。,2.算法的特征,（1）有穷性,一个算法必须总是在执行有限步骤之后结束。,（2）确定性,算法中的每一个步骤应当是确定的，无二义性；相同的输入只能得出相同的输出。,（3）可行性,算法中的每步骤都是有效地执行。,（4）有零个或多个输入,（5）有一个或多个输出,2.2 算法的表示,1.算法表示,（1）有效、简洁地描述一个计算机求解过程,（2）表示方法有：自然语言表示方法、流程图表示方法、PAD图和伪代码表示方法等,2.程序的三种基本结构,（1）,顺序结构,：从头到尾一次执行每一个语句。严格按照语句的,书写顺序,从上到下，从左到右执行。,（2）,选择结构,：根据不同的,条件,执行不同的语句或者语句体；可分为：单分支、二分支和多分支结构。,（3）,循环结构,：重复的执行语句或者语句体，达到,重复执行,一类操作的目的；常见有：计数型循环、当型循环、直到型循环。,3.流程图及其表示,（1）符号,（2）顺序结构,（3）选择结构：两分支和单分支,（4）循环结构,（2）选择结构,4. N-S图及其表示,特点：,不允许,使用流程线,（1）顺序结构,（3）循环结构,2.3 简单算法举例,例1：根据降雪量的大小可分为小雪、中雪、大雪和暴雪四个等级。通常规定如下：,1）小雪：12小时内降雪量小于1.0mm；,2）中雪：12小时内降雪量1.0 mm中雪3.0mm；,3）大雪：12小时内降雪量3.0 mm大雪6.0mm；,4）暴雪：12小时内降雪量6.0 mm暴雪,。,从键盘上接收一个12小时内降雪量，输出下雪的等级。,（1）流程图表示,（2）N-S图表示,例2：写一个算法输入南京市2009年5月份每天的平均气温，求出这个月的平均气温并输出。,（1）流程图表示,（2）N-S图表示,本章小结,算法是程序的关键和灵魂,算法是使用计算机求解问题的思路和步骤,一个好的算法不仅能节省计算时间和存储空间，而且能提高计算结果,重点阐述了常见算法表示方法，使读者能够理解算法的表示和描述，有利于提高编程的质量,