Запись алгоритмов с помощью диаграмм Несси - Шнейдермана (структограмм )

Язык Си является достаточно развитым для того, чтобы вообще обойтись без каких-либо особых способов записи алгоритмов.

Однако для тех, кто только начинает программировать, может понадобится более наглядное средство иллюстрации алгоритмов.

Раньше для таких целей широко использовались так называемые блок-схемы. Однако их применение очень легко может привести к появлению программ с неоправданно сложной структурой, в которой трудно разобраться.

Для описания логики работы программ вместо блок-схем можно использовать диаграммы Несси - Шнейдермана, которые отличаются тем, что пригодны для описания только структуированных программ (состоящих из базовых логических структур).

Рассмотрим базовые логические структуры и их представление в виде структограмм.

Процесс - один или несколько операторов, выполнение которых происходит последовательно. Изображается в виде прямоугольника, управление в который передается сверху, а выходит из него снизу:

9.4.

Рассмотрим некоторые типовые приемы программирования и использования рассмотренных выше операторов.

Для подсчета различных объектов, получающихся в процессе работы программы используют счетчики, которые представляют собой переменные целого типа, меняющие свои значения в процессе выполнения счета. Использование счетчика покажем на примере

программы, которая подсчитывает количество отрицательных значений функции sin( x ) для x меняющегося от xn до xk с шагом h.

Вначале запишем алгоритм с помощью диаграммы Несси-Шнейдермана.

Теперь можно рассмотреть программу на языке Си :

#include <math.h>

#include <stdio.h>

/* использование счетчика */

void main( void )

{

double xn, xk, h, x;

int Count; /* счетчик */

printf( "Введите xn, xk, h \n" );

scanf( "%lf%lf%lf", &xn, &xk, &h );

x = xn;

Count = 0; /* инициализация счетчика */

while( x <= xk )

{

if( sin(x) < 0 ) Count++; /* выполнение счета */

x += h;

}

printf( "Число отрицательных синусов = %d\n", Count);

}

Довольно часто в программах приходится вычислять суммы и произведения. При нахождении суммы надо выделить переменную для ее хранения, обнулить ее, затем циклически добавлять к ней очередное значение. Найдем сумму отрицательных значений функции sin(x) для x меняющегося от xn до xk с шагом h. Следующая программа решает эту задачу:

#include <math.h>

#include <stdio.h>

/* нахождение суммы отрицательных значений синуса */

void main( void )

{

double xn, xk, h, x, sum;

printf( "Введите xn, xk, h \n" );

scanf( "%lf%lf%lf", &xn, &xk, &h );

x = xn;

sum = 0; /* обнуление суммы */

while( x <= xk )

{

if( sin(x)<0 ) sum += sin(x); /* вычисление суммы */

x += h;

}

printf( "Сумма = %lf\n", sum);

}

Для повышения эффективности программы можно описать еще одну переменную, например sinus и изменить оператор вычисления суммы:

if( ( sinus = sin(x) ) < 0 ) sum += sinus;

В этом случае экономится время за счет однократного вычисления синуса.

Для вычисления произведения необходимо выделить переменную для его хранения, занести в эту переменную единицу и в цикле домножать ее на очередное значение.

Во многих сложных алгоритмах требуется запоминать факты наступления различных событий, связанных с процессом выполнения программы. Для этих целей используются флаги, которые представляют собой переменные целого типа, принимающие определенные значения в зависимости от этих событий. Простейший пример использования флагов иллюстрирует фрагмент программы, моделирующий работу оператора if с помощью оператора while. Иными словами, показывается, что при реализации программ можно вообще обойтись без оператора if. Действительно, рассмотрим следующий оператор if:

if( a > b ) k = sin(x); else k = x * x;

Очевидно, такие же действия будет выполнять группа операторов, использующая флаг и приведенная ниже:

fl = 1; /* флаг */

while ( a > b && fl ) { k = sin(x); fl = 0; }

while ( fl ) { k = x * x; fl = 0; }

В данном случае флаг сигнализирует о выборе одной из альтернатив оператора if.

Следующая программа устанавливает факт наличия отрицательных значений sin(x) для x меняющегося от xn до xk c шагом h :

#include <math.h>

#include <stdio.h>

/* использование флагов */

void main( void )

{

double xn, xk, h, x;

int minus; /* флаг */

printf( "Введите xn, xk, h \n" );

scanf( "%lf%lf%lf", &xn, &xk, &h );

x = xn;

minus = 0; /* предполагается, что нет не одного

отрицательного значения */

while( x <= xk )

{

if( sin(x) < 0 ) minus = 1;

x += h;

}

if( minus ) printf( "Имеются отрицательные значения\n" );

else printf( "Все синусы положительные\n" );

}

В данной программе флаг устанавливается в 1, как только появляется отрицательный синус.