第二节 算法描述工具
算法描述工具
描述算法有多种工具，自然语言、传统流程图、N-S 流程图、判定表、判定树、伪码等。
下面简介前三种算法描述工具。
一、用自然语言表示算法
如【例】、【例】和【例】都是用自然语言表示算法，当然这种表示法只适合于较简单的问题。
用自然语言表示算法，通俗易懂。特别适用于对顺序程序结构算法的描述。在使用时，要特别注意算法逻辑的正确性。比如，下列乘坐飞机的各步骤中就存在逻辑错误：
①买飞机票；
②换登机牌；
③到达指定机场；
⑤安全检查；
流程图分两种：传统流程图、流程图。
传统流程图四框一线，符合人们思维习惯，用它表示算法，直观形象，易于理解。常用的框图符号如图所示。
三、用流程图表示算法
1973年美国学者提出了一种新型流程图：N-S流程图。这种流程图描述顺序结构如图3-7（a）所示，选择结构如图3-7（b）所示，当型循环结构如图3-7（c）、直到型循环结构如图3-7（d）所示。
N-S流程图比较容易描述较复杂的选择结构和循环结构。
1. 顺序结构：程序执行完语句后接着执行语句。
图顺序结构
2. 选择结构：当条件成立时，则执行语句，否则执行语句。
图选择结构
3. 当型循环结构：当条件成立时，则循环执行语句。
图当型循环结构
4. 直到型循环结构：循环执行语句，直到条件成立为止。
图直到型循环结构
【例】将例的流程框图用流程图表示如图所示。
图例的流程图
四、用计算机语言表示算法
我们的任务是用计算机解题，就是用计算机实现算法；用计算机语言表示算法必须严格遵循所用语言的语法规则。
【例】求1×2×3×4×5，用C语言表示。
参考源代码：
/* 例3-9，3-9.c */
#include &stdio.h&
&&&&&& int i,
&&&&&& i = 2;
&&&&&& while ( i &= 5 )
&&&&&&&&&&&&& t
&&&&&&&&&&&&& i = i + 1;
&&&&&& printf(&%d&,
五、结构化程序设计方法
上述各算法属于结构化程序设计方法，这与以后我们所要学习的面向对象的程序设计方法有明显区别，它是面向过程的。结构化程序设计的步骤如图所示，它归纳起来有以下几个特点：
结构化程序设计的步骤
．请用框图描述出到体育馆去看一场足球的算法？您所在位置： &
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第十二章 算法初步与框图、推理与证明.doc
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第十二章算法初步与框图、推理与证明考纲链接1.算法的含义、程序框图(1)了解算法的含义了解算法的思想．(2)理解程序框图的三种基本逻辑结构：顺序、条件分支、循环．2．基本算法语句了解几种基本算法语句——输入语句、输出语句、赋值语句、条件语句、循环语句的含义．3．框图(1)通过具体实例进一步认识程序框图．(2)通过实例了解工序的流程图．(3)能绘制简单实际问题的流程图体会流程图在解决实际问题中的作用．(4)通过实例了解结构图．(5)会运用结构图梳理已学过的知识结构、整理收集4．了解合情推理的含义能进行简单的归纳推理和类比推理体会合情推理在数学发现中的作用．5．了解演绎推理的含义了解合情推理和演绎推理的联系和差异；掌握演绎推理的“三段论”能运用“三段论”进行一些简单的演绎推理．6．了解直接证明的两种基本方法：综合法和分析法；了解综合法和分析法的思考过程和特点．7．了解反证法的思考过程和特点．§12.1　算法、程序框图、结构图1．算法的概念及特点(1)算法的概念在数学中算法通常是指按照一定______解决某一类问题的________和________的步骤．(2)算法的特点之一是具有______性即算法中的每一步都应该是确定的并能有效地执行且得到确定的结果而不应是模棱两可的；其二是具有______性即算法步骤明确前一步是后一步的前提只有执行完前一步才能进行后一步并且每一步都准确无误才能解决问题；其三是具有______性即一个算法应该在有限步操作后停止而不能是无限的；另外算法还具有不唯一性和普遍性即对某一个问题的解决不一定是唯一的可以有不同的解法一个好的算法应解决的是一类问题而不是一两个问题．2．程序框图(1)程序框图的概念程序________、________及________来表示算法的图形．(2)构成程序框图的图形符号、名称及其功能图形符号 名称 功　　能
①　　　　　 表示一个算法的起始
②　　　　　 表示一个算法输入和输出的信息
③　　　　　 赋值、计算
④　　　　　 判断某一条件是否成立成立时在出口处标明“是”或“；不成立时标明“否”或“ ⑤　　　　　 连接程
○ ⑥　　　　　 连接程序框图的两部分3.结构图结构图一般由构成系统的若干要素和表达各要素之间关系的连线(或方向箭头)构成．4．算法的基本逻辑结构(1)顺序结构顺序结构是最简单的算法结构语句与语句之间框与框之间是按__________的顺序进行的．它是由__________的步骤组成的它是任何一个算法都离不开的基本结构．顺序结构可用程序框图表示为如图所示的形式．(2)条件结构在一个算法中经常会遇到一些条件的判断算法的流程根据条件是否成立有不同的流向．常见的条件结构可以用程序框图表示为如图所示的两种形式．(3)循环结构在一些算法中经常会出现从某处开始按照一定的条件反复执行某些步骤的情况这就是________．反复执行的步骤称为________．循环结构有如下两种形式：如图1这个循环结构有如下特征：在执行了一次循环体后对条件进行判断如果条件不满足就继续执行循环体直到条件满足时终止循环．因此这种循环结构称为____________．如图2表示的也是常见的循环结构它有如下特征：在每次执行循环体前对条件进行判断当条件满足时执行循环体否则终止循环．因此这种循环结构称为____________．自查自纠1．(1)规则　明确　有限　(2)确定　有序　有穷2．(1)程序框　流程线　文字说明(2)①终端框(起止框)　②输入、输出框　处理框(⑥连接点4．(1)从上到下　依次执行　(3)循环结构　循环体直到型循环结构　②当型循环结构下列各式中的S值不可以用算法求解的是(　　)＝1＋2＋3＋4＝1＋2＋3＋…＋100＝1＋＋＋…＋＝1＋2＋3＋4＋…解：由算法的有限性知不正确而都可以通过有限步骤故选给出下列算法：第一步输入正整数n(n&1)．第二步判断n是否等于2若n＝2则输出n；若n&2则执行第三步．第三步依次从2到n－1检验能不能整除n若不能整除n则执行第四步；若能整除n则执行第一步．第四步输出n.则输出的n的值是(　　)奇数偶数质数合数解：根据算法可知n＝2时输出n的值为2；若n＝3输出n的值为3；若n＝4能整除4则重新输入n的值故输出的n的值为质数．故选()执行如图所示的程序框图输出的S值为(　　)A．1B．3C．7D．解：由程序框图知：S＝1＋2＋2＝7.故选()执行下面的程序框图若输入x＝9则输出y＝__．解：输入x＝9则y＝5－x|＝4&1不满足条件；x＝5＝－x|＝不满足条件；x＝＝－x|＝满足条件输出y＝故填如图所示程序框图(算法流程图)的输出结果是__________．解：初始值s＝0＝2.第一次循环得s＝＝4；第二次循环得s＝＋
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人工蜂群算法和其应用的研究.pdf 120页
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人工蜂群算法和其应用的研究
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--------------------------Page1------------------------------作者简介高卫峰，1985年出生，汉族，河南洛阳人．2008年毕业于西安电子科技大学数学与应用数学专业，获学士学位．2013年12月获西安电子科技大学应用数学博士学位．导师为刘三阳教授．鞔盘。t彗鞠二主要研究方向：进化算法、全局优化、约束优化、多目标j箴；。旁优化．目前己在国内、外重要学术刊物上发表学术论文10余篇，参与国家、省级课题5项．in1985．HebomProvince，China,inGao，wasLuoyang，HenanWeifengreceivedhisbachelor’SinSchoolofSciencefromXidiandegreeUniversity,Xi’an,Xidian2008．HereceivedhisinMathematicsfromChina,inPh．D．degreeAppliedDecemberLiu．SanyangUniversity,Xi’aIl，China,in2013．Supervisor：ProfessorincludeHisresearchinterestsEvolutionaryhasOptimization．HeOptimization；ConstrainedOptimization；Multiobjectiveover10indomesticandacademicpublishedpapersforeignjournal，andparticipatedin5items．national，provincialtopic万方数据--------------------------Page2------------------------------lIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIlY2657016西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果．尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料．与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意．申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任．本人签名：西安电子科技大学关于学位论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学．本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文(与学位论文相关)工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学．学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文．(保密的论文在解密后遵守此规定)本人签名：导师签名：垂丛兰旦望日期：动孚出硌一日期：塑!i：!!：!墅万方数据--------------------------Page3------------------------------摘要摘要如何设计有效的算法，求解科学研究和工程实践中遇到的大量优化问题，一直是众多领域研究的热点．近年来，进化算法在求解不连续、不可微、多峰等复杂优化问题上表现出色，受到了国内外研究人员的广泛关注．目前，进化算法已经在许多领域得到了十分广泛的应用．Bee人工蜂群算法(ArtificialColony支，它主要模拟蜂群的智能采蜜行为．由于该算法具有结构简单、易于实现、参数较少等特点，一经提出便受到众多学者的关注和研究．然而，目前关于人工蜂群算法的研究与应用还处于初级阶段，尚有很多问题有待解决．例如，与其他进化算法类似，标准ABC算法也存在收敛速度慢、对过于复杂的问题可能搜索不到最优解、计算精度不高等问题．针对这些问题，本文以提高算法的通用性、高效性和鲁棒性为主要目标，提出了几种改进的人工蜂群算法，主要工作如下：1．针对人工蜂群算法的搜索方程探索能力强，开发能力弱的特点，受差分进化算法只在最优位置附近产生新的候选解，从而提高了算法的开发能力．通过26个测试函数的仿真实验，结果表旺JABC／best／1和ABC／best／2性能要优于其他两个人工蜂群算法．2．为了进一步提高算法的开发能力，提出了一个新的搜索方程．通过该搜索方程产生的候选解不仅围绕在最优解附近，并且搜索方向受最优解的引导，从而大大地提高了算法的开发能力．进～步，为了充分利用和平衡标准ABC搜索方程和所提出搜索方程的探索能力和开发能力，通过引入选择概率进而提出了一个新的人工蜂群算法(MABC)．通过28个测试函数的
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