2024-2025-1 20241307《计算机基础与程序设计》第七周学习总结

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教材学习内容总结

《计算机科学概论》第七版第七章主要介绍了计算机问题求解的方法、算法以及相关的程序设计概念，以下是详细总结：

1. 计算机问题求解过程：

• 分析和说明阶段：理解问题的需求和目标，明确已知条件和要达到的结果。这是解决问题的基础，需要对问题进行深入的分析和理解，将其转化为计算机可以处理的形式。

• 算法开发阶段：根据问题的分析结果，设计解决问题的算法。算法是解决问题的具体步骤和方法，它应该是正确、高效且易于实现的。在这个阶段，需要考虑算法的逻辑结构、控制流程和数据处理等方面。

• 实现阶段：将设计好的算法转化为计算机程序代码。这需要选择合适的编程语言和开发工具，按照算法的步骤编写程序，并进行调试和测试，确保程序的正确性和可靠性。

• 维护阶段：在程序运行过程中，可能会出现各种问题或需要进行功能扩展和优化。因此，需要对程序进行维护，包括修复错误、改进性能和添加新功能等。

2. 算法的基本概念：

• 算法的定义：算法是一组明确的、可执行的步骤，用于解决特定的问题或完成特定的任务。它是计算机程序的核心，决定了程序的效率和正确性。

• 算法的特性：包括确定性（每个步骤都有明确的定义和结果）、有穷性（算法在有限的时间内能够结束）、可行性（算法的每个步骤都可以通过计算机实现）、输入和输出（算法需要接收输入数据，并产生输出结果）。

3. 算法的分类：

• 计数控制循环：这类算法通过设定一个计数器，在计数器满足一定条件时重复执行某些操作。例如，for 循环就是一种计数控制循环，它可以根据设定的循环次数来执行循环体中的代码。

• 事件控制循环：当某个事件发生时，循环才会继续执行。这种算法通常用于处理实时性要求较高的问题，例如监听网络端口的程序，当有数据到达端口时，程序会进行相应的处理。

• 搜索算法：

• 顺序搜索：按照数据的存储顺序依次查找目标元素，适用于数据量较小或未排序的数据。

• 二分搜索：对于已排序的数据，通过不断将数据区间一分为二，逐步缩小搜索范围，提高搜索效率。

4. 排序算法：排序是将一组数据按照特定的顺序进行排列的操作。常见的排序算法有：

• 选择排序：每次从待排序的数据中选择最小（或最大）的元素，将其与当前位置的元素交换，直到所有元素都排序完毕。

• 冒泡排序：通过不断比较相邻的两个元素，将较大（或较小）的元素交换到后面，经过多次循环，最终实现数据的排序。

• 插入排序：将待排序的数据依次插入到已排序的序列中，保持序列的有序性。

• 快速排序：选择一个基准元素，将数据分为两部分，一部分小于基准元素，另一部分大于基准元素，然后对这两部分分别进行排序，最后将它们合并起来。

5. 计算机问题求解的重要思想：

• 信息隐蔽：将程序的实现细节隐藏起来，只对外提供必要的接口和功能。这样可以提高程序的可维护性和可扩展性，降低程序之间的耦合度。

• 抽象：将复杂的问题抽象为简单的模型或概念，以便更好地理解和解决问题。抽象可以帮助程序员忽略不必要的细节，专注于问题的本质。

• 事物命名：为程序中的变量、函数、对象等命名，以便更好地理解和管理程序。良好的命名可以提高程序的可读性和可维护性。

• 测试：在程序开发过程中，对程序进行测试是非常重要的。测试可以帮助发现程序中的错误和缺陷，确保程序的正确性和可靠性。测试包括单元测试、集成测试、系统测试等不同的阶段。

以下是 C 语言程序设计第五章相关内容总结：

一、if 语句

• 基本形式：if (表达式) 语句;。如果表达式的值为真（在 C 语言中，非零值表示真，零值表示假），则执行后面的语句。例如：if (x > 5) printf("x大于5\n");。

• if - else 形式：if (表达式) 语句1; else 语句2;。当表达式为真时执行语句 1，为假时执行语句 2。如if (score >= 60) printf("及格\n"); else printf("不及格\n");。

• 嵌套 if 语句：在 if 语句或 else 语句中可以再包含 if 语句。例如，if (a > 10) {if (a > 20) printf("a大于20\n"); else printf("a大于10小于等于20\n");}。需要注意 if 和 else 的匹配规则，else 总是与它上面最近的未配对的 if 相匹配，可以使用大括号来明确匹配关系。

二、switch 语句

• 基本结构：switch (表达式) { case 常量表达式1: 语句序列1; break; case 常量表达式2: 语句序列2; break; …… default: 语句序列n; }。表达式的值必须是整型或字符型等离散类型。

• 执行过程：首先计算表达式的值，然后与各个 case 后的常量表达式的值进行比较。若与某个 case 值相等，则执行该 case 后面的语句序列，直到遇到break语句或switch语句结束。如果没有匹配的 case，则执行default部分（如果有）的语句。例如：
switch (num) {
case 1:
printf("值为1\n");
break;
case 2:
printf("值为2\n");
break;
default:
printf("其他值\n");
}
• 注意事项：break语句在 switch 语句中非常关键，若没有break，程序会顺序执行下一个 case 的语句，可能导致不符合预期的结果。default子句是可选的，但合理使用可以处理一些意外情况。

条件语句在 C 语言程序设计中用于根据不同的条件执行不同的代码片段，实现程序的逻辑控制，使程序能够根据运行时的情况做出正确的反应，是构建复杂逻辑程序的重要基础。

教材学习中的问题和解决过程（先问 AI）

• 问题1：对网络协议理解困难
• 问题1解决方案：网络协议内容复杂，概念抽象。解决方案是结合实际案例学习，比如分析网页浏览时的 HTTP 协议流程，也可以制作图表，梳理不同协议层的关系。
• 问题2：数据传输原理混淆
• 问题2解决方案：数据在网络中的传输涉及很多知识点，易混淆。可通过搭建简单的局域网，观察数据传输情况来加深理解，还可以观看动画演示，更直观地掌握数据打包、路由选择等原理。

基于AI的学习

代码调试中的问题和解决过程

• 问题1：scanf两个值读取错误
• 问题1解决方案：可以在&数值间插入符号，更加清晰明了
• 问题2：switch结构中case后方的无法被读取
• 问题2解决方案：case后接数字如果是字符需要用单引号转化为常量

其他（感悟、思考等，可选）

学习 C 语言程序设计第五章，深刻体会到函数的魅力。它就像一个个小巧的积木，组合起来构建强大的程序。通过函数的调用和参数传递，代码变得更有条理、可复用。而计算机科学概论第七版第七章，则让我对网络世界有了新认知。从网络协议到数据传输，复杂却有序。这两部分内容让我明白，编程和网络是紧密交织的。程序依靠网络拓展能力，网络需要程序来实现功能。知识相互关联，共同推动技术的发展，激发我进一步探索的欲望。