高中信息技术《算法与程序设计VB选修》.docx
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高中信息技术《算法与程序设计VB选修》
一、算法
（1）、计算机解决问题的过程
计算机程序（ComputerProgram）是计算机如何去解决问题完成任务的一组可执行指令。
程序设计（ProgramDesign）是寻找解决问题的方法，并将其实现步骤编写成计算机可执行的程序的过程。
程序设计语言（ProgramLanguage）泛指一切用于书写计算机程序的语言。
计算机解决问题和人解决问题有着本质区别：
计算机解决问题要经历分析问题、确定算法、编程求解等基本过程主。
计算机解决问题的流程如下：
开始→分析问题→设计算法→编写程序→运行程序→结束
编写程序时，首先要对问题进行详细分析，明确已知条件下的初始状态及要达到的目标，找出解决问题的方法和过程，并抽取出一个数学模型，形成算法；然后将这个数学模型连同它要处理的数据，用计算机能识别的方式描述出来，使之成为计算机能处理的对像；最后用程序设计语言设计出具体的问题求解过程，形成计算机程序。
（2）算法的描述方法
①、算法的定义及其特征
算法：
就是解决问题的思想方法，对解题过程的精确描述。
计算机解决问题的步骤为分析问题、设计算法、编写程序、调试程序。
算法是程序设计的“灵魂”，世界著名计算机科学家尼克劳斯·沃斯（N.With）指出：
算法+数据结构（DataStructure）=程序。
算法具有以下特征。
1、有穷性：
一个算法必须保证执行有限步之后结束；
2、确定性：
算法的每一步骤必须有确切的定义；
3、输入：
一个算法有0个或多个输入，以刻画运算对象的初始情况，所谓0个输入是指算法本身定出了初始条件；
4、输出：
一个算法有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后的结果。
没有输出的算法是毫无意义的；
5、可行性：
算法中执行的任何计算步都是可以被分解为基本的可执行的操作步，即每个计算步都可以在有限时间内完成；（也称之为有效性）
②、算法的描述方法有自然语言、流程图、伪代码三种形式
自然语言描述法：
指用人们日常生活中使用的语言（本国语言），用自然语言描述符合我们的习惯，且容易理解。
例1：
求圆的周长和面积
算法如下：
（自然语言描述法）
（1）输入半径r；
（2）计算周长c=2*π*r；
（3）计算面积s=π*r*r；
（4）输出周长c，输出面积s；
（5）结束
流程图描述：
也称程序框图，它是算法的一种图形化表示方法。
且描述算法形象、直观，更易理解。
常用的“流程图”所用的基本符号及功能
程序框
名称
功能
开始/结束框
表示算法的开始或结束
输入/输出框
表示算法中变量的输入或输出
处理框
表示算法中变量的赋值与计算
判断框
表示算法中的条件判断
流程线
表示算法中的流向
连接点
表示算法中的连接
例1：
求圆的周长和面积
伪代码描述法：
是介于自然语言和计算机程序语言之间的一种算法描述。
是专业软件开发人员常用方法。
流程图的基本图形及功能：
例1：
求圆的周长和面积
inputr
c=2*π*r
s=π*r*r
printc,s
二、程序设计基础
1．程序设计语言
程序设计语言经了机器语言、汇编语言、高级语言三个阶段。
高级语言又分解释型语言和编译型语言。
1、机器语言：
是计算机能直接识别的语言，机器语言是由一串由“0”和“1”构成的二进制代码。
2、汇编语言：
是一种符号化的机器语言，用英文助记符代替机器语言，比机器语言容易识别和记忆，提高了程序的可读性。
它的缺点是依赖机器，不同的机器有不同的指令集，通用性差，使用时还必须翻译成目标程序执行。
3、高级语言：
是更接近自然语言和数学语言的编程语言，它不依赖机器，通用性好，更容易掌握。
高级语言程序可读性强，更于修改和维护。
常见的高级语言：
C语言、C++、pascal、java、C#、VB、Basic
认识可视化编程工具-VB语言
VisualBasic是基于Basic的可视化程序语言，所谓可视化程序设计，主要是指程序设计人员利用软件本身提供的各种控件，像搭积木式地应用程序的各种界面，然后编写少量的代码就可以构建应用程序。
可视化编程的一般步骤：
设计程序界面→编写程序代码→调试、运行程序
面向对象程序设计就是以对象为中心，以事件为过程执行的起点。
VB可提供的事件有单击（Click）、双击（DbClick）、加载（Load）、按键（KeyPress）等,方法是对象能够的操作，这些操作一般是一个动作或一段程序
对象的类型
意义
前辍
名称举例
Form
窗体
Frm
Frmfind
Command
命令按钮
Cmd
Cmdok
Label
标签
Lbl
Lblinput
textbox
文本框
txt
txtsource
下面是几个应了解的文件。
.vbp文件：
与VB工程有关的文件和对象清单，是一个文本文件。
.frm文件：
是包含窗体及控件的属性设置、相关程序代码的文件。
.ocx文件：
是VB的扩展文件。
.bas文件：
是标准的模块文件。
2．数据及运算
①.数据类型
VB提供了数值型、字符型、布尔型、日期型等基本数据类型。
常用数据类型
整型
Integer
从-32768到32767
长整型
Long
从-2147483648到2147483647
单精度实型
Single
负数-3.402823E+38到-1.401298E-45
正数1.40129E-45到3.402823E38但它只有7位有效数字
双精度实型
Double
绝对值小于10308的数，它有15位有效数字
日期型
Date（Time）
如：
#2008-01-31##01/31/2008#
字符型
String
如：
“中国”，“zhongguo”
布尔型
Boolean
True或False
注意：
（1）、浮点型（单精度型和双精度型合称）数据的表示方法：
浮点数在计算机中类似于数学中的实数，比如304707表示成3.04707E5
（2）字符串的表示法：
“VisualBasic”、“245”、“=33+2”等。
（3）日期型数据的表示方法：
用一对“#”号把日期或时间括起来，如#2012/12/25#表示2012年12月25日。
②.常量与变量
（1）、在VB中用常量（）表示程序运行过程中事先设置、其值不能改变的数据。
VB中的常量有数值常量、字符串常量等。
常量的定义形式如下
Const常量名[As常量类型]=表达式
如：
ConstpiAsSingle=3.14159常量名为pi
（2）、变量（）是内存中存放数据的存储单元，其中存放的数据称为变量的值。
变量的声明：
Dim<变量名>As<变量类型>
如：
DimaAsInteger定义一个 整型变量，变量名为a
变量命名注意要点：
1、必须以字母开头,不能以数字或其他字符开头。
2、只能由字母、汉字、数字学或下划线组成，不能含有小数点、空格等字符。
3、最长不超过255个字符
4、不能以VB保留字作变量名，如语句定义符、函数名等。
5、VB不区分变量名中字母大小写。
如HELLO和Hello是同一个变量。
6、变量名最好取有意义的名称，一般在前面加上类型的缩写。
常用的前辍有：
字符型（str）、整型（int）、长整型（lng）、单精度（sng）、双精度（dbl）、布尔型（bln）、日期型（dtm）。
③．运算符与表达式
1.在VB中根据运算功能的不同将运算符分为算术运算符、字符串运算符、日期运算符、关系运算符和逻辑运算符等。
2.表达式是由变量、常量、运算符、函数和圆括号按一定规律组合而成。
VB中常用的表达式有算术表达式、字符串表达式、日期表达式、关系表达式、逻辑表达式等。
算术运算：
+
-
*
^
/
\
mod
加
减
乘
乘方
除
整除
取余
算术运算符要求参与运算的量是数值型，运算的优先级为：
指数＞取负＞乘除法＞整除＞加减，运算的结果是数值型。
关系运算：
=
>
<
>=
<=
<>
等于
大于
小于
大于等于
小于等于
不等于
关系表达式的运算结果为布尔值True或False
逻辑运算：
Not（取反）And（与）Or（或），运算结果为布尔型（Boolean）True或False，逻辑运算符的优先级为：
No>And>Or
日期运算符与日期表达式：
日期表达式是用日期运算符“+”或“-”将算式表达式、日期型常量、日期型变量、日期函数等连接起来的式子，如表达式“#2003/09/01#+30”的运算结果是“2003-10-1”；表达式“#2003/10/20#-#2003/10/10#”的运算结果为整数10
字符运算：
字符串连接符为“+”和“&”
“123”+“45”=“12345”
“123”&“45”=“12345”
123+“45”=168
“123”+45=168
运算符的执行顺序：
在VB中，当一个表达式中同时出现多种运算符时，运算次序由运算符的优先级决定，优先级高的运算符先运算，优先级相同的从左向右进行运算。
不同性质的运算符优先级如下。
算术运算符>字符串运算符> 关系运算符> 逻辑运算符
④.常用语句
1.赋值语句的格式：
变量名=表达式
把右边的数或表达式的值赋给左边的变量。
2.Print语句格式为：
[对象名.]Print[表达式列表]
Print语句是VB中的输出语句，其功能是在指定的对象上输出结果，默认对象为当前窗体。
Print语句后面无表达式时，表示换行；Print显示项后面没有符号，表示显示完换行；Print语句显示项用分号分隔，表示后续显示项紧凑显示；Print语句显示项用逗号分隔，表示后续显示项分区显示，每区14个字符位。
3.注释语句格式：
Rem注释内容，
当使用Rem语句时，必须单独写一行。
使用“‘”的注释语句时，可以单独写一行，也可以跟在其它语句的后面。
4.结束语名有格式：
End。
是VB的强制结束语句，
⑤.常用函数
1.交互函数。
（1）InputBox（）函数是一个输入函数。
格式：
InputBox（提示[，标题][，默认值][，x坐标][，y坐标]）
例：
InputBox（“请输入一个数”）
（2）Msgbox（）函数主要来显示多种样式的消息对话框。
格式：
Msgbox（提示信息[，按钮][，标题]）
例：
Msgbox（““输入的用户名不正确”，16，“提示”）
2.数学函数。
数学函数用于数学运算，数学函数主要有以下几种：
函数名
说明
示例
结果
Sin（X）
X弧度的正弦
Sin（0）
0
Cos（X）
X弧度的余弦
Cos（0）
1
Tan（X）
X弧度的正切
Tan（0）
0
Atn（X）
X用弧度表示的反正切值
Atn（0）
0
Abs（X）
X的绝对值
Abs（-3.5）
3.5
Exp（X）
e的指定次幂，即ex
Exp（3）
20.086
Log（X）
一个数值X的自然对数
Log（10）
2.3
Sqr（X）
X的平方根
Sqr（9）
3
Sgn（X）
符号函数：
X>0,得到1，
X<0,得到-1，X=0得到0
Sgn（-3.5）
-1
Int（X）
不大于给定数X的最大整数
Int（-1.6）
-2
Rnd
产生[0,1]之间的小数
Rnd
返回1随机数
Fix（X）
X的整数部分
Fix（-1.6）
-1
Cint（X）
类型为：
Integer-322768～32767
小数部分四舍五入
CLng（X）
类型为：
Long-2147483648～2147483647小数部分四舍五入
注意：
三角函数中的参数使用弧度数，Rnd函数返回[0，1]之间的一个随机实数，一般和Randomize为初始化随机数生成器。
3.字符串函数
VB提供了丰富的字符串处理函数，学用的字符串函数有以下几种
Mid（C,N1,N2）
从C中N1位开始取出长度为N2的子串
Mid（“ABCDEFG”，3，2）
“CD”
Right（C,N）
返回字符串右边N个字符
Right（“ABCDEFG”,3）
“EFG”
Left（C,N）
返回字符串左边N个字符
Left（“ABCDEFG”,3）
“ABC”
Len（C,N）
测量字符串的长度
Len（“VB学习的开始”）
7
Space（N）
产生N个空格组成的字符串
“ABC”&“Space（N）”&“113”
“ABC123”
4.日期函数
Date（）
返回当前系统日期（yy-mm-dd）
Date（）或Date
04-12-18
Day（）
反回指定日期的日数
Day（“10/22/2012”）
22
Month（）
反回指定日期的月数
Month（“10/22/2012”）
10
Year（）
反回指定日期的年份
Year（“10/22/2012”）
2012
Time（）
返回系统时间
Time（）或Time
10:
36:
08
3.程序设计的顺序结构
VB程序有三种基本结构，即顺序结构、选择结构和循环结构。
顺序结构是三种结构中最基本的结构，在顺序结构中，算法的各个步骤是按语句的先后顺序执行。
4.程序设计的分支结构
（1）、If语句
1.单分支If格式为：
If<关系表达式>Then
语句块
Endif
2.双分支If语句的格式：
If<关系表达式>Then
语句块1
Else
语句块2
Endif
例：
在Text1文本框中输入一个年号，判断它是否是闰年，并输出判断结果“是闰年”或“不是闰年”。
判断闰年的算法是：
如果此年号能被400除尽，则它是闰年，否则如果它能被4整除而不能被100整除，则它是闰年，否则它不是闰年。
打开文件“Z:
\38\工程1.vbp”，完善程序后并保存。
PrivateSubCommand1_Click（）
DimyearAsInteger
year=Val（InputBox（"请输入年号:
"））
If（（yearMod4=0）And（yearMod100<>0））or（yearMod400=0）Then
Print"是闰年"
Else
Print"不是闰年"
EndIf
EndSub
3.使用If语句的多层嵌套还可以实现程序的多分支结构，但程序结构较烦琐。
（2）、SelectCase
SelectCase语句格式：
SelectCase表达式
Case表达式列表1
语句块1
Case表达式列表1
语句块2
……
Case表达式列表n
语句块n
EndSelect
“表达式列表”通常是一组常量值，每个值确定一个分支。
表达式列表可以使用下面的格式：
（1）一组用逗号隔开的若干表达式，如Case1,2,3表示1，2，3满足指定条件。
（2）表达式1to表达式2，如：
Case70to80这一取值范围满足指定条件。
（3）Is关系运算符表达式，如：
CaseIs>30,表示大于30满足指定条件。
例：
输入不同的飞船速度后，判断出它的飞行状况。
在“神州九号载人飞船”飞行程序中，其飞行状况与飞行速度的关系如下表：
飞船速度（V）单位（km/s）飞行状况
7.91<=V<11.19飞船绕地球似做匀速圆周运动
11.19<=V<16.67飞船离开地球的控制,围绕太阳转
V>16.67飞船挣脱太阳引力飞出太阳系
PrivateSubCommand1_Click（）
DimvAsSingle
v=Val（InputBox（"请输入飞船速度的值"））
SelectCasev
CaseIs>16.67
Label1.Caption="飞船挣脱太阳引力飞出太阳系"
CaseIs>=11.19
Label1.Caption="飞船离开地球的控制,围绕太阳转"
CaseIs>=7.91
Label1.Caption="飞船绕地球似做匀速圆周运动"
CaseElse
Label1.Caption="输入数据错误！
"
EndSelect
EndSub
5.程序设计的循环结构
1.For/Next循环语句
For/Next循环语句学用来解决已知循环次数的程序设计问题。
格式：
For循环变量=初值To终值[Step步长值]
<循环体>
Next[循环变量]
Next后的循环变量与For后的循环变量必须相同
例1：
求s＝1+2+3+4.....+100
PrivateSubForm_Click（）
DimiAsInteger
DimsumAsInteger
sum=0
Fori=1To100step1
sum=sum+i'循环体
Nexti
Print"sum=";sum
EndSub
循环变量的初值、终值、循环变量增量都是数值型。
其中要重复执行的操作称为循环体，增量可正可负，如果没有设置Step，则增量的缺省值为1
a循环变量取初值；
b循环变量与终值比较，没有超过终值转3，否则循结束，接着执行循环语句的后继语句；
c执行一次循环体
d循环变量增加一个增量
e重复步骤2~4。
以上可以看出，For-Next循环变量是一种当型循环。
说明
1、For语句与Next语句必须成对出现，而且它们当中的“循环变量”必须是同一个变量，如上例中均为I。
2、当循环变量为正时，循环变量超过终值，是指循环变量的值大于终值时；若为负，则是指循环变量的值小于终值。
例2：
编写程序，使能打印下面所示的图案。
@
@@
@@@
@@@@
@@@@@
@@@@@@
程序：
PrivateSubForm_Click（）
DimiAsInteger
DimjAsInteger
Fori=1To6‘外循环打印6行
Forj=1Toi‘内循环打印个数
Print“@”;
Nextj
Print
Nexti
EndSub
一个FOR循环里包含了另一个FOR，我们称它为嵌套循环。
2.Do/Loop循环语句
Do/Loop循环语句常用来解决未知循环次数的程序设计设计问题，可分为当型循环和直到型循环两种。
当型循环是指当条件成立时才执行循环，常用DoWhile/Loop或Do/LoopWhile循环语句；而直到型循环是指直到条件成立时才跳出循环，常用Do/LoopUntil循环语句。
DoWhile/Loop循环语句的格式：
DoWhile<条件>
<循环体>
Loop
“条件”是关系表达式或逻辑表达式。
DoWhile/Loop循环就是当给定的“条件”为True时，执行循环体，给定的“条件”为False时，不执行循环体。
DoWhile/Loop循环的执行过程如下：
（1）执行Do语句；
（2）执行循环体；
（3）执行LoopUntil语句，如果“条件”不成立，转到
（1）执行，否则转到
（2）执行；
（4）执行Loop语句后的语句。
例1：
求最大公约数
PrivateSubCommand1_Click（）
DimaAsInteger
DimbAsInteger
DimrAsInteger
a=InputBox（"输入a"）
b=InputBox（"输入b"）
r=aModb
DoWhiler<>0
a=b
b=r
r=aModb
Loop
Printb
EndSub
例2：
如果我国人口每年以平均1.5%的速度增长，问多少年后我国人口达到或超过15亿？
设现在人口为12.3亿。
PrivateSubForm_Click（）
DimpAsSingle
DimrAsSingle
DimnAsInteger
p=1230000000
r=0.015
n=0
Do
p=p*（1+r）
n=n+1
LoopUntilp>=1500000000
Printn;"年后","人口=";p
EndSub
例3完成下面程序，使得程序运行时单击窗体后，计算1+2+3+……+n<500的n的最大值，并在文本框Texe1中显示结果。
DimsAsInteger
DimnAsInteger
DoWhiles<500
n=n+1
s=s+n
Loop
Text1.text=str（n-1）
6.结构化程序设计思想
结构化程序设计的思想规定了一套方法，要求程序设计者按照一定的结构形式来设计和编写。
1.一个大的程序可划为若干个模块，每个模块又可以继续分为更小的子模块，最终分出的模块能完成一个独立的功能，模块之间按层次关系进行组织。
2．程序由一些基本结构组成，任何一个复杂的程序都可以由三种基本结构组成，即顺序结构、选择结构、循环结构。
3.程序设计时应由顶向下，逐步细化的实施方法。
使整个问题可用程序设计语言明确地描述来为止。
例：
下面是用VB编写的求1+1/2+1/3+……+1/100的和的程序段，其结构属于（）
DimiAsIeteger,sunAsInteger
Sun=0
Fori=1to100
Sum=sum+1/i
NextI
Print“sum=”;sum
7.面向对象程序设计的思想
面向对象程序设计围绕真实世界的概念来组织模型，采用对象来描述客观实体，从所处理的数据入手，以数据为中心来描述系统。
例：
VB是面向对象的程序设计语言，对象的三个要素分别是什么？
在VB中经常使用哪些事件？
在VB中对象通常具有哪些属性？
分析：
本题考查对对象的认识，理解对象的属性、方法和事件三大要素的内涵。
在编写程序时常用的事件有“单击（Click）”、“双击（DbClick）”等,VB对象通常具有名称、位置、大小、字体、颜色等属性。
三、算法与问题解决
1、解析法：
是指通过分析问题中各要素之间的关系，用最简练的语言或形式化得符号来表达他们的关系，得出解决问题所需的表达式，然后设计程序求解问题的方法。
使用解析法包含四个环节：
分析问题、建立数学模型、写出解析表达式、解决问题。
如：
京沪动车以每小时300km/h的速度从北京开往上海（全程1400km）跑完全程所需时间用t=s/v计算。
这种解决问题的方法就是算法。
鸡兔同笼问题是我国古代有名的数学题，即笼子中有鸡和兔若干，已知鸡和兔的总头数是m,总脚法是n,问笼中
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