【教资】信息技术（高中）学科知识与技能——第七章 程序设计基础

第七章 程序设计基础

1 算法与程序

1.1 算法

1.1.1 算法的基本特征

1. 有穷性
2. 确定性：含义明确无二义性
3. 有效性：每一步都能被执行
4. 零个或多个输入：
5. 一个或多个输出：

1.1.2 算法的常用表现方式

1. 自然语言
2. 流程图
   1. 椭圆形：开始和结束
   2. 平行四边形：输入输出
   3. 矩形：处理
   4. 菱形：判断
3. 伪代码
4. 计算机语言

1.1.3 常用算法

1. 枚举法
2. 归纳法
3. 迭代/递推法
4. 递归法：直接递归、间接递归（A、B算法互相调用）
5. 回溯法：先走路径，不通回退；eg：机器人下棋
6. 解析法：找到问题的解析表达式

1.1.4 排序算法

稳定：计基插归冒

https://blog.youkuaiyun.com/weixin_50886514/article/details/119045154

排序算法	平均时间复杂度	最坏时间复杂度	空间复杂度	稳定性
冒泡排序	O(n2)	O(n2)	O(1)	稳定
选择排序	O(n2)	O(n2)	O(1)	不稳定
插入排序	O(n2)	O(n2)	O(1)	稳定
希尔排序	O(n log n)	O(n2)	O(1)	不稳定
归并排序	O(n log n)	O(n log n)	O(n)	稳定
快速排序	O(n log n)	O(n2)	O(log n)	不稳定
堆排序	O(n log n)	O(n log n)	O(1)	不稳定
计数排序	O(n+k)	O(n+k)	O(k)	稳定
桶排序	O(n+k)	O(n2)	O(n+k)	稳定
基数排序	O(n*k)	O(n*k)	O(n+k)	稳定

其中，n表示数据规模，k表示数据的取值范围。

• 如果排序算法能够保证相等的元素在排序前后的顺序不变，则称该算法是稳定的；反之，称该算法是不稳定的。

2 数据结构

线性结构

1. 线性表：
   1. 顺序表——数组
   2. 链表：单链表、双链表、循环链表
2. 栈：表位进行插入和删除；后进先出
3. 队列：一端插入、另一端删除；先进先出

非线性结构

1. 树

   1. 二叉树的性质

      （1）第i层有至多2^(i-1)个结点

      （2）深度为k的二叉树至多有2^k-1个结点

      （3）具有n个结点的完全二叉树深度为logn + 1

2. 图

   1. 有向图、无向图
   2. 连通图

3. 堆

3 Python

1. 单行备注：#
2. 多行备注：’’’
3. 严格缩进

数据类型转换

repr(x)：将x转换成表达式字符串

eval(x)：计算字符串中的表达式，返回结果（浮点型）

tuple(x)：强制类型转换为元组

3.2 序列

索引：

可以为负数，表示从右往左遍历，即倒序

切片：

sname=[start🔚step]

列表方法：

list.append()：列表末位插入

list.extend()：列表插入其他序列全部元素

list.remove()：删除列表中指定值的对象

3.3 元组

• 不可变，元素可重复

创建：tuplename=(1,2,3)

3.4 集合

• 元素不可重复

创建：setname={}

方法：

删除元素：setname.remove()

清除全部元素：setname.clear()

添加元素：setname.add()

3.5 字典

• 键不可重复，值可重复

创建：dictname={’key’:’value’,’key’:’value’;}

方法：

获取值：dictname.get(key)

遍历：dictname.items()