1.3　計算機求解問題的步驟

計算機求解問題就是人們解決某一問題的方法和步驟的計算機化，或者說是通過計算機來表達人們對某一問題的解決方法。也就是說，一個問題，如果人們不知道如何求解，那么計算機是不可能做出正確答案的。程序設計過程實際上是問題解決方案的計算機描述過程，所以程序設計過程必須遵循人們解決問題的一般過程，即分析問題、尋找方法、描述方法和實施方法的過程。具體來說包括以下5個步驟：問題提出與分析；問題的數據描述；問題的功能描述；數據和功能的計算機實現；編碼、調試、編譯、連接和運行。下面以一個具體的實例——“自動應答器”的設計與實現來分析以上過程和步驟。

1.問題描述

“自動應答器”的基本功能描述如下：當客戶走到應答器旁邊時，應答器會向用戶提示“請報上您的姓名：”，當客戶回答完畢后，應答器會立刻回答“×××用戶，您好！”。

對于非語言的自動應答器，其工作過程如下：計算機不能直接接收語音輸入，也不可能進行語音輸出，所以，需要3個步驟：

（1）當一個用戶走到應答器旁邊時，應答器會向用戶顯示信息“請報上您的姓名：”。

（2）當用戶看到這個信息后，會輸入本人的姓名，如Susan。

（3）應答器接收到用戶的輸入后，會立刻顯示“Susan，您好！”。

2.問題分析

為了實現自動應答器的基本功能，根據問題描述的內容，要實現：

（1）向屏幕輸出提示信息，即向用戶屏幕輸出“請報上您的姓名：”。

（2）等待用戶的響應，也就是等待用戶輸入自己的姓名，如Susan。

（3）接收用戶的輸入，并能將用戶輸入的數據連同“您好！”一起顯示在用戶屏幕上。

至此一個工作周期完成。為了便于實現，做一些假設：假定應答器只為一個人服務，即工作一個周期即結束。以上的分析過程就是這個問題的解決方案和步驟。

3.計算機實現

為了讓計算機能代替人工完成以上的工作流程或者說解決方案，需要將以上每一步驟轉化成計算機可以識別的指令序列（即程序）。下面是對這個應答器工作流程的一個計算機描述。

（1）通過計算機指令向用戶屏幕輸出。

（2）通過計算機指令等待并接收用戶的鍵盤輸入，并且暫存起來以備后用。

（3）通過計算機指令向用戶屏幕輸出新的數據信息：用戶輸入的信息加上“您好！”。

接下來將上面對應答器解決過程的計算機實現描述“翻譯”成計算機語言，再通過相應的軟件將這些計算機語言轉換成計算機可以識別的指令，就可以讓其“工作”。

以C語言為例，其翻譯過程如下：

（1）向用戶屏幕輸出信息可以通過函數來實現，具體形式如下：

（2）在C語言環境中，數據是以變量的形式存儲的，為了存放用戶的輸入信息，可以采用以下形式定義變量，其具體語法含義請參見第2章。

接收用戶的鍵盤輸入并暫存數據，可以通過函數scanf（）來實現，具體語法形式如下：

（3）向用戶屏幕輸出新的數據，同（1），仍然可以通過函數printf（）來實現，具體形式如下：

將以上“翻譯”的C語言程序按照C語言語法規定稍作整理，得到例1-1程序。

【例1-1】自動應答器的C語言實現。

程序如下：

4.程序運行與調試

在完成問題的求解過程后，就需要進行上機操作，將設計的程序輸入計算機，并經過翻譯后，讓計算機自動執行，這個過程一般分為4步：編輯、編譯與調試、連接及運行。下面用框圖描述用C語言進行程序設計的整個過程，如圖1-1所示。

下面來完成自動應答器的計算機處理過程：假設讀者的計算機上已經有C語言編譯系統（VC++6.0），并且位于C盤的TC目錄下，如果沒有安裝，請參閱本章閱讀材料。