Организация работы с последовательностью чисел

//пример 77.

Определим минимальное значение из вводимой последовательности  натуральных чисел:

int main ()

{    

int a, min;

printf (" min\n");

printf (" input, exit - 0 \n");

printf ("->");

scanf ("%d", & a);

min = a;

while (a > 0)

{

if (a < min) min = a;

   printf ("->");

scanf ("%d", & a);

}

printf ("min: ");

printf ("%i \n", min);

printf ("\n exit - <enter>\n");

_getch();

return 0;

}

 

//пример 78.

Для заданных n, целых чисел с1, с2,..., сn  и s1, s2,..., sn вычислить:

 

 

int main()

{ double proizv = 1.;     //переменная для вычисления произведения

double c=0, c1, s = 0, s1; //переменные для числителя и знаменателя

int n;

cout <<"n="; cin >> n;   //вводим количество сомножителей

for (int i = 1; i <= n; i++)

{

  cout <<"\nc" << i << "= "; cin >> c1; //ввод значения для числителя

  cout <<"\ns" << i << "= "; cin >> s1; //ввод значения для знаменателя  

 c += c1;       //вычисление очередного числителя

 s += s1;    //вычисление очередного знаменателя

 proizv *= c/s; //вычисление произведения

}

cout << "\nproizv= " << proizv << '\n';

_getch();

return 0;

}

-----------------------------------------------------------------------------------------

Оптимизация программы

Оптимизация – преобразование исходного текста программы, при котором:

•  результат выполнения остается неизменным,

•  улучшаются некоторые характеристики программы (время выполнения, затраты оперативной памяти, размер исходного кода).

 

Оптимальность программы в значительной степени определяется ее алгоритмом.   При оптимизации программы необходимо выявить ее фрагменты, являющиеся «основными потребителями» ресурса, а затем перепрограммировать их: например, схема Горнера преобразовывает алгоритм с целью сокращения количества выполняемых операций.

Большинство компиляторов сегодня выполняют сами некоторые виды оптимизации программы. И тем не мене, отметим некоторые приемы:

1. Выделять общие подвыражения и вычислять их отдельно.
2. При вычислении сумм с использованием циклов, общий множитель (при его наличии) необходимо выносить из цикла: это уменьшает количество умножений и увеличивает точность вычислений:

 

summa=0; for (int j = 1; j <= 1000; j++)   summa += a*x[i];

summa=0; for (int j=1; j <= 1000; j++)         summa += x[i]; summa *= a; Это лучше!!!!! Объяснить почему

 

1. При программировании вложенных циклов следует иметь в виду, что затраты процессорного времени на выполнение таких конструкций могут зависеть от порядка следования вложенных циклов. По возможности, следует делать цикл с наибольшим числом повторений самым внутренним, а цикл с наименьшим числом повторений – самым внешним:

for (int j = 1; j <= 100000; j++) for (int k = 1; k <= 1000; k++)                    a=1;

for (int k = 1; k <= 1000; k++) for (int j = 1; j <= 100000; j++)                       a=1; Это лучше!!!!!  Объяснить почему

 

1. Ветвящийся алгоритм описать как совокупность непересекающихся ветвей: описывать каждую из ветвей максимально структурировано и компактно, в частности, оформляя последовательности операторов, выполняющих некоторые алгоритмы, в виде составных операторов или в виде функций; завершать каждую из ветвей подходящим оператором завершения (break, continue, return, exit()).

Рассмотрим нахождение корней квадратного уравнения, как пример оптимизации алгоритма с ветвлением:

aх2 + bx + c = 0 (a, b, c – вещественные)

if (! a &&! b &&! c) выведем на экран: “Корней бесконечно много”;

if (! a &&! b && c) выведем на экран: “Корней нет”;

if (! a && b)         выведем на экран: “Один вещественный корень”; 

d = b*b – 4*a*c; вычислим дискриминант

if (d >= 0)     выведем на экран: “Вещественные корни:”;

    и найдем корни:

             d1= sqrt (d);            

    х1= (-b + d1) /(2 *a);

    х2= (-b - d1) /(2 *a);

if  (d < 0)         выведем на экран: “Комплексные корни:”;

     и вычислим их:

            dk = -b / (2 * a);           //действ.часть
                        mk = sqrt (-d) / (2 * a); //мним. часть

Рассмотрим структуру программы:

                           //каждая ветвь завершается оператором return

double a, b, c, d, d1, x1, x2, dk, mk;
……….

/*_1_*/           

 if (!a &&!b &&!c)   

                    {

        cout << “Корней бесконечно много”;
                                _getch();
              return 1;
  }

 

/*_2_*/

if (!a &&!b && c)     

     { ….  

       return 2;

}

 

/*_3_*/    

if (!a && b)              

      { ….  

         return 3;

}

                  

 d = b*b – 4*a*c;   //вычисление дискриминанта

 

/*_4_*/                     

 if (d >= 0)            // если действительные корни

       { ….  

        return 4;

}

 

/*_5_*/

                                     // если комплексные корни:
       d = -b / (2 * a);               //действ.часть
m = sqrt (-d) / (2 * a);     //мним. часть

Return 0;

 

Без оператора   return  последовательность прохождения операторов будет:
_1_ à _2_ à _3_ à _4_ à _5_

 

-----------------------------------------------------------------------------------------

Дополнительные возможности организации ввода/вывода

Ввод/вывод в стиле С

Данные играют в программировании ключевую роль. Исполнение программы, как правило, начинается с получения извне программы данных для обработки путем запроса и ввода их с клавиатуры, чтения из каких-нибудь специальных устройств, генерации с определенными свойствами, обращения за данными к другим функциям. В процессе работы или по завершении исполнения программы ее результаты должны быть отображены на экране и/или сохранены для последующего использования.

Средства ввода-вывода С были новаторскими по отношению к другим языкам программирования:

· Они были отделены от языка программирования и вынесены в отдельную стандартную библиотеку, получившую название <stdio.h> (<cstdio> в стандарте С++).

· Удалось разработать и реализовать концепцию ввода-вывода, независимого от устройств. Несмотря на то, что устройства ввода-вывода имеют разные характеристики, система ввода-вывода С предоставляет программисту единый удобный интерфейс. Для этого используется абстрактное понятие «поток», относящееся к любому переносу данных от источника к приемнику. Поток – последовательность символов. Программа имеет дело не с устройствами или с файлами, а с потоками. Ввод информации (чтение из потока, извлечение) осуществляется из входного потока, вывод (помещение или включение в поток) программа производит в выходной поток. А уж поток можно связать и с устройством, и с файлом.

Вывод строк в С обеспечивает функция int puts(char *str). Функция записывает в стандартный поток вывода stdout ("привязан" к экрану) строку по указателю str.

Например: puts("lab_rabota_1");

Строка str должна иметь завершающий символ (ограничитель) ’\0’. Функция записывает в поток всю строку, за исключением символа ’\0’, и добавляет в конец символ ’\n’. При обнаружении ошибки возвращается EOF.

 

Форматный вывод сообщений, значений переменных или выражений в стандартный поток вывода stdout в С обеспечивает функция int printf(const char *format, arg-list) (от англ. print formatted, «печать форматированная»). Функции передается переменное число аргументов, но первым аргументом всегда является форматная (управляющая) строка,  задающая способ форматирования данных. Форматная строка может содержать текст и спецификации формата (преобразования), начинающиеся со знака %. Она определяет выводимый текст и формат вывода значений аргументов, указанных в качестве остальных параметров функции после форматной строки. Выводимые значения, в соответствии со спецификатором формата, переводятся из двоичного кода, в котором они хранятся в памяти компьютера, в символьный вид. Фактически, результат вывода – это содержание форматной строки, в которой спецификаторы формата заменены на выводимые значения, представленные в указанном виде.

Формат оператора вывода:

int printf("управляющая строка", арг1, арг2, ….);