C语言与程序的算法

1.3 程序的算法

1.3.1 算法的概念与特性

1．算法的概念

什么是程序？程序就是一组计算机能识别和执行的指令（其中指令表示计算机能执行的特定操作）。对于初学者来说，这个描述往往让人一头雾水而不得要领。实际上，程序就是使用某一种计算机语言，根据问题的要求而编写出来的文档，如实例1-4所示。

编写程序的目的是对问题中的数据进行分析或计算，最终得到我们想要的结果。对于一个复杂的问题，往往从两个方面入手解决：一是明确要解决的问题是什么，它隐含了哪些数据；二是针对这些复杂的数据，该使用何种方法完成计算（即算法）。因此，一个程序也应该包括两方面的内容：一方面对数据进行描述，指定数据的类型和数据之间的关系（即数据结构），如在实例1-4中的“int a,b,c;”；另一方面对数据的操作进行描述，根据操作步骤书写出能实现操作的语句序列，如在实例1-3中的“a=1219; b=23; money=a*b; printf("应付款是%d元\n",money);”。

可见，作为程序设计人员，必须认真考虑和设计数据结构和操作步骤（即算法）。著名计算机科学家沃思（Nikiklaus Wirth）提出一个公式：

数据结构+算法=程序

综上所述，对于人来说，算法是为解决一个问题而采取的方法；而对于计算机来说，算法是具体的实实在在的操作序列或语句序列。C程序就是根据C语言的语法规则而编写的语句序列，语句的先后序列就体现了C程序的算法。

2．算法的特性

一个算法应该具有以下特性：

（1）有穷性

一个算法包含有限的操作步骤，而不能是无限的，否则意味着执行程序时永远不会 停止。

（2）确定性

算法中的每一步骤操作应当是确定的，而不应当是含糊的、模棱两可的。如果算法中具有不确定的操作描述，则算法无法通过编译，也就无法得到目标程序。例如，在实例1-3的“a=1219; b=23; money=a*b;”中，如果去掉前面的“a=1219; b=23;”，则操作“money=a*b;”就是不确定的。

（3）有零个或多个输入

如果运算所依赖的对象在程序设计时无法确定，则需要在程序执行时指定。这就意味着在执行程序时需要输入数据。一个算法可以没有输入，也可以有多个输入。例如在实例