2023-2024-1 20231302《計算機基礎與程序設計》第六周學習總結

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教材學習內容總結

《計算機科學概論》

• 本章先由poyla算法開始，告訴我們如何用計算機解決問題，解決問題應該以哪些步驟去進行。用偽代碼介紹了介紹了一些算法，其中包括有簡單參數的算法，復雜變量，搜索算法和排序，遞歸算法。最后介紹了信息隱蔽的概念，這里又一次地體現了抽象這一重要概念的重要性。

《C語言程序設計》

• 本章介紹了算法的概念，并且介紹了它的描述方法，后文著重通過流程圖介紹了不同的算法語句，包括了單、雙、多分支條件語句，并在其中介紹了條件運算符和條件表達式。多路選擇的switch語句和邏輯運算符和邏輯表達式。并且學習了程序測試的有關內容。

教材學習中的問題和解決過程

• 問題1：我在學習搜索算法時，學習到了順序搜索、二分檢索，它們都是基于有序排列的，但是一組數據如果沒有順序，是否就不能用搜索算法了呢，如果能的話，那個算法又是什么形式呢
• AI回答：即使一組數據沒有順序，仍然可以使用搜索算法來查找特定元素。在無序數據中進行搜索的一種常見算法是線性搜索（Linear Search），也稱為順序搜索（Sequential Search）。

線性搜索算法從數據的開頭開始逐個比較元素，直到找到目標元素或搜索完整個數據集。它的時間復雜度是O(n)，其中n是數據的大小。

雖然線性搜索在無序數據中的效率較低，但對于小型數據集或者不需要頻繁搜索的情況，它仍然是一種簡單有效的搜索算法。

以下是一個示例的線性搜索算法的偽代碼：

function linearSearch(array, target):
    for i from 0 to length of array - 1:
        if array[i] equals target:
            return i
    return -1

在這個偽代碼中，我們遍歷數組中的每個元素，如果找到目標元素，則返回其索引。如果遍歷完整個數組仍未找到目標元素，則返回-1。

需要注意的是，線性搜索算法的效率取決于數據的大小，因此在大型數據集中，使用基于有序數據的搜索算法（如二分搜索）可能更加高效。但是對于無序數據，線性搜索仍然是一種可行的搜索算法。

• 問題2：書中提到遞歸法有程序運行效率低的缺點，并且講到若提高程序運行效率，宜以迭代形式替代遞歸形式。我在這里想要了解一下迭代形式是什么樣子的，通過一些例子了解一下它是怎樣運行的。
• AI 回答
  迭代形式是一種通過循環結構來實現算法邏輯的方法，相對于遞歸形式，它更加高效。在迭代中，算法通過迭代變量的更新和條件判斷來控制循環的執行，直到達到預期的結果。

舉個例子，我們可以通過迭代來實現計算一個數的階乘。下面是使用迭代形式計算階乘的示例代碼：

      int factorial(int n) {
int result = 1;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
    result *= i;
}
return result;
    }

    int main() {
int n = 5;
int result = factorial(n);
printf("The factorial of %d is %d\n", n, result);
return 0;
    }

在這個例子中，我們使用了for循環來進行迭代計算階乘。循環變量i從1逐步增加到n，每次循環將當前的i乘以result，并將結果存回result中。最終，當循環結束時，result中保存的就是n的階乘值。

通過迭代，我們避免了遞歸中不斷調用函數的開銷，提高了程序的運行效率。迭代形式在C語言中是常見且重要的編程技術，可用于解決各種循環和迭代計算問題。

在第六行代碼 result = i 中，= 是一個復合賦值運算符，用于將 result 乘以 i 的值，并將結果再次賦給 result。這行代碼的作用是將當前的迭代變量 i 乘以 result 的值，然后將結果存回 result 中。

更詳細地解釋，result *= i 可以理解為 result = result * i。在每次循環中，result 的值都會與當前的迭代變量 i 相乘，并將乘積結果存回 result 中。這樣隨著循環的進行，result 逐漸累積乘積的值，最終得到 n 的階乘。

例如，在計算階乘 n 為 5 的情況下，初始時 result 的值為 1。在第一次循環中，i 的值為 1，所以執行 result *= i 后，result 的值變為 1。接著，在第二次循環中，i 的值為 2，所以執行 result *= i 后，result 的值變為 2。依此類推，直到循環結束，result 的值將變為 n 的階乘，即 120。

這行代碼的目的是不斷更新 result 的值，使其保存當前迭代的乘積結果，從而最終得到整個階乘的結果。

基于AI的學習