1.3.3 算法描述方法

当算法过程比较复杂时，单靠自然语言来描述算法将显得十分困难，让人难以准确理解。此时，需要借助其他的算法描述手段，主要有：

· 算法语言，有伪代码、各种程序设计语言、计算机语言等。

· 图形描述，如流程图和N-S图，图的描述应与算法语言的描述对应。

· 形式语言，用数学的方法，可以避免自然语言的二义性。

1.伪代码

伪代码是介于程序语言和自然语言之间的算法描述，即要具有自然语言通俗易懂的特点，还要能很容易地被转换为程序语言，这就要求伪代码具有清晰的逻辑结构，并且有准确的算法步骤。伪代码的形式有很多种，没有通用的规则，可以根据需要自行决定伪代码的形式。本书使用的伪代码一般为类C伪代码，书写注重可读性和逻辑性。下面是1.3.2节直接排序算法的伪代码。该段伪代码已经细化到编程的每一小步，可以很容易地使用C语言代替。

        算法开始：
            设i值为0；
            当i < N -1
            {
                设j值为i+1；
                设min等于i；
                当j < N
                {
                      如果stuArray[min] > stuArray[j]
                      {
                          设min的值为j；
                      }
                      j自增1；
                }
                交换第i个元素和第min个元素；
                i自增1；
            }
        算法结束

2.程序流程图

程序流程图是算法的图形描述方式。它使用一些简单的几何图形来表示各种不同性质的程序操作，使用流程线将各个图形连接起来，指示算法的执行过程。由于流程图的符号统一，且画法简单、结构清晰、逻辑性强、便于理解，因此，成为描述程序流程的主要方法。图1-12 中的图形是流程图中常用的一些标志。

在1.3.1节介绍三种基本程序结构时，已经接触了流程图的部分图形。将1.2.2节中的直接排序算法使用流程图来表示，如图1-13所示。

图1-12 流程图常用的图形标志

图1-13 直接排序算法的程序流程图

由于本书中的程序都较短小，而程序流程图描述小型程序时，能够发挥其简单灵活的优势，因此，本书主要使用程序流程图来描述算法流程。

3.N-S流程图

由于程序流程图是使用流程线的导向来引导程序流程。当程序流程较复杂时，框图中常常会有很多的流程线，导致逻辑杂乱无章，失去了流程图简洁清晰的优点。后来，当结构化程序设计方法日益流行后，两个美国学者I.Nassi和B.Shneiderman基于结构化思想，提出了一种新的流程图形式，被称为N-S流程图，“N”和“S”是两个发明人名字的首字母。按照结构化设计的思想，所有的程序都可以分解成三种基本结构的组合。N-S流程图为三种基本结构设计了特殊的结构图，并以它们为基础来描述其余所有的算法。

· 图1-14为顺序结构的N-S表示图。先执行操作1，再执行操作2；操作1的方框上方为结构入口，操作2的方框下方为结构出口。

· 图1-15为双选择结构，省略其中之一即可得到单选择结构。

· 图1-16为while循环结构。

· 图1-17为until循环结构。

图1-14 N-S顺序结构

图1-15 N-S双选择结构

图1-16 N-S while循环结构

图1-17 N-S until循环结构

使用这几种图形的组合便可以得到所有算法的N-S流程图。所以，N-S流程图中去掉了程序流程图中眼花缭乱的流程线，并将整个程序流程放在一个大方框内，使程序流程更清楚。图1-18是直接排序算法的N-S流程图。

图1-18 直接排序算法的N-S流程图