Algorytmy wydają się być zagadnieniem bardzo skomplikowanym. Nic bardziej mylnego. Algorytmy są obecne w naszym życiu na każdym kroku, tylko nie zdajemy sobie z tego sprawy. Każdy, niezależnie od wieku, może nauczyć się tworzenia algorytmów. To naprawdę łatwe. A korzyści jest wiele. Nauka algorytmiki rozwija umiejętności: logicznego myślenia, analizowania i rozwiązywania problemów.
Algorytmy - przykłady z życia codziennego
Przepis na babeczki z czekoladą
Krok 2 . Wymieszaj w misce wszystkie suche składniki: mąka, cukier, cukier waniliowy, proszek do pieczenia.
Krok 3. Dodaj wszystkie składniki płynne: Jajko, olej, mleko.
Krok 4. Ciasto dokładnie wymieszaj do uzyskania jednolitej masy.
Krok 5. Nałóż po łyżce ciasta do każdej foremki, na środku każdej babeczki wetknij po kostce czekolady
Krok 6. Czekoladę przykryj dodatkową porcją ciasta, aby wypełniło ¾ wysokości foremki.
Krok 7. Piecz w 180 °C przez 25-30 minut
Zakupy - schemat blokowy
Pierwsza pomoc - schemat blokowy
Co to jest adekwatnie algorytm ?
Algorytm jest to zestaw kroków (czynności) prowadzący do rozwiązania pewnego konkretnego problemu (zadania).
Algorytmy możemy przedstawić w postaci opisu wykonywanych kroków lub w postaci schematów blokowych.
Co musi posiadać algorytm (właściwości) ?
- Algorytm wymaga podania jakiś danych wejściowych, czyli początkowych wartości.
- Każdy krok algorytmu musi być precyzyjnie zdefiniowany.
- Musi kończyć się po pewnej skończonej liczbie kroków.
- Na zakończenie oczekujemy na wyjściu jakiegoś rezultatu (wyniku).
- Dane wyjściowe często są uzależnione od danych jakie podaliśmy na wejściu.
Jakie są rodzaje algorytmów ?
- Algorytm liniowy (sekwencyjny) – jest to zestaw poleceń wykonywanych jeden po drugim, w kolejności w jakiej zostały zapisane.
Problem (zadanie): Napisz algorytm wyliczający sumę dwóch liczb.
Dane wejściowe do algorytmu: Liczba1, Liczba2
Dane wyjściowe (oczekiwany wynik): Suma dwóch liczb
Krok 1: Start
Krok 2: Podaj pierwszą liczbę (wczytaj z klawiatury Liczba1).
Krok 3: Podaj drugą liczbę (wczytaj z klawiatury Liczba2).
Krok 4: Oblicz sumę dwóch liczb: Suma = Liczba1 + Liczba2
Krok 5: Wyświetl sumę.
Krok 6: Koniec
- Algorytm rozgałęziony (zawierający wybór) – jest to taki algorytm, w którym wykonanie operacji opiera się na pewnym warunku. jeżeli warunek jest spełniony przechodzimy do jednej gałęzi, o ile nie jest spełniony to do innej gałęzi.
W językach programowania zwykle odnosi się do instrukcji if (jeśli), lub instrukcji switch.
Na schematach blokowych pole wyboru jest zaprezentowane w postaci pola o kształcie rombu.
Problem (zadanie): Znajdź największą z dwóch liczb.
Dane wejściowe do algorytmu: Liczba1, Liczba2
Dane wyjściowe (oczekiwany wynik): Większa liczba – Max
Krok 1: Start
Krok 2: Podaj pierwszą liczbę (wczytaj z klawiatury Liczba1).
Krok 3: Podaj drugą liczbę (wczytaj z klawiatury Liczba2).
Krok 4: jeżeli Liczba1 jest większa od Liczba2, to Max = Liczba1
Krok 5: jeżeli Liczba2 jest większa od Liczba1, to Max = Liczba2
Krok 6: Wyświetl większą liczbę (max).
Krok 7: Koniec
- Algorytm iteracyjny (zawierający pętle)
– wykorzystywany jest w przypadkach, gdy pewne instrukcje trzeba wykonywać wielokrotnie. Ilość wykonań uzależniona jest od spełnienia warunku w pętli.
W językach programowania są to pętle while, for i do…while .
Na schematach blokowych pętlę wskazuje strzałka wstecz.
Przebieg pętli nazywamy iteracją. Bardzo ważne jest, aby warunek zakończenia pętli został spełniony po pewnej liczbie iteracji. W przeciwnym wypadku pętla będzie nieskończona. Spowoduje to zawieszenie się programu.
Problem (zadanie): napisz algorytm, który wyświetli liczby z pewnego zakresu (n, m)
Dane wejściowe do algorytmu: zakres (n, m)
Dane wyjściowe (oczekiwany wynik): Liczby z przedziału (n, m)
Krok 1: Start
Krok 2: Podaj dolny zakres (wczytaj z klawiatury n)
Krok 3: Podaj górny zakres (wczytaj z klawiatury m)
Krok 4: Wypisz n
Krok 5: Zwiększ liczbę n o 1
Krok 6: o ile liczba n <= m to idź do kroku 4 w przeciwnym wypadku idź do kroku 7
Krok 7: Koniec
Schematy blokowe
Służą do graficznego zaprezentowania algorytmów. Składają się z pewnego zestawu elementów (symboli).
Podstawowe symbole powszechnie stosowane do tworzenia schematów to:
Oznacza początek lub koniec algorytmu.
Oznacza proces, zwykle są to działania, obliczenia, podstawienia.
Oznacza operacje wejścia /wyjścia – wczytywanie danych z klawiatury i wyświetlanie na ekran.
Oznacza pole wyboru. Umieszczamy w nim jakiś warunek. Z wierzchołków rombu wyprowadzamy dwie strzałki.
Pokazują kierunek wykonywania poszczególnych kroków.
Algorytm wyliczania średniej arytmetycznej
Średnia arytmetyczna to suma liczb podzielona przez ich liczbę.
Średnią arytmetyczną wyliczamy według wzoru:
Algorytm w formie opisowej
Krok 2. Wczytaj ilość liczb do zmiennej n.
Krok 3. Ustaw zmienną suma na 0 ( Suma = 0 ) oraz indeks i = 1.
Krok 4. jeżeli pobrano wszystkie liczby, czyli i = n, to wówczas przejdź do kroku 6, w przeciwnym wypadku idź do kroku 5.
Krok 5. Pobierz liczbę i dodaj ją do sumy, zwiększ indeks i o 1. Przejdź do kroku 4.
Krok 6. Wylicz średnią jako iloraz sumy i ilości liczb n.
Krok 7. Wypisz na ekranie średnią.
Krok 8. Koniec
Schemat blokowy
Program napisany w języku C++ w środowisku Replit wyliczający średnią arytmetyczną
Podsumowanie
Co dalej...
