优品课件之算法与程序设计选择排序.docx
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优品课件之算法与程序设计选择排序
算法与程序设计――选择排序
算法与程序设计――选择排序
一、学情分析
通过上学期《算法与编程》部分的学习，学生初步了解算法及其表示、比较熟悉流程图设计；
本学期课程为《算法与程序设计》，对算法的理解更加深入，要求能通过VisualBasic实现简单算法；
在本课之前，学生应了解了流程图的应用，熟悉在一组数中求极值算法，对于排序及冒泡排序，学生比较熟练。
对于本部分，学生可能会对选择排序算法的原理理解较为困难，需要教师的引导学习。
学生应当在学习过程中认真听取教师对于算法的分析，在教师指导下能解释该算法的流程图，进而实现程序。
二、教学目标
知识性目标：
了解排序的概念、能在现实生活中列举出关于排序的实例
能对照冒泡排序，解释选择排序的优势，指出选择排序的策略，找出数字之间的逻辑联系
有迁移应用能力，能由此及彼，归纳排序中的数字规律，探索更有效率的排序算法
技能性目标：
具有模仿水平，在教师指导下可以表达出选择排序的思想，能对流程图作出解释
能独立完成流程图的绘制，对选择排序的各个环节比较熟练，并能在VisualBasic环境中规范地编写程序
情感、态度、价值观目标：
学生在学习过程中，通过亲身经历体验选择排序的实现过程，获得对此算法的感性认识
利用信息技术手段，开展交流合作，把自己对此算法的心得与他人交流，培养良好的信息素养，提升热爱科学的理念
三、重点难点
重点：
对选择排序原理的理解，绘制流程图，数据交换，调试程序
难点：
分析流程图
四、教学策略与手段
把握重点，先导入问题，复习排序定义，分析冒泡中数据交换次数多的问题，指出冒泡排序法效率不高，从而引出数据交换次数较少的选择排序算法
在教学过程中，可通过Flash演示材料，比较直观地把抽象的问题简单化，由“流程图雏形绘制”-“逐步完善流程图”-“程序实现”-“调试”的过程，让学生熟练此算法与程序实现。
在教学中可灵活运用小组合作、分组讨论、小组间竞赛等手段进行教学，通过发散性思维的培养，增强学生对知识的探索能力。
五、课前准备
1．学生的学习准备：
对流程图的绘制方法、VB语法作巩固，对选择排序算法作预习；学生分组：
4人一组
2．教师的教学准备：
准备充分的演示材料、相关数据、相关软件安装。
3．教学环境的设计与布置：
计算机教室
六、教学过程
简要点拨排序的概念。
演示已经学习过的冒泡排序Flash动画。
[小组讨论]在冒泡排序算法中，我们知道冒泡排序是依次把数组中相邻两个数据进行比较，通过交换数据，把较小的数据逐次向上移动的算法。
由于数据的移动是逐次进行的，数据交换的次数相当多。
大家想想它的实质既然是将一堆数据中的最小数据移动到某个位置，有没有必要让这个数字逐个移动？
比如，对于数组：
4、8、3、9、6、5、11、10、2、9，如果要用冒泡法实现排序，第一遍冒泡其实是把这组数据中最小数“2”移动到最前边，第二遍冒泡把“3”逐次移到第二个位置，其它类推。
它们的过程是逐次向前的，这样做很多无谓的交换。
为了达到移动2到最前边的目的我们可以怎么简化这个过程？
[学生]直接把2最前面的数4交换，再把3与第二个位置的数8交换，其它类推
[教师]这个思想就是今天我们要学习的选择排序算法
[小组讨论]选择排序的实质是每次把一堆数据中的最小数移到某个位置，那么这样的操作在规模为N的数组中会做多少次？
――N-1次，因为经过N-1次操作已经确定了第1到N-1个位置的次序，第N个位置也自然可以确定。
[小组讨论]找出数组中的最小数用什么策略?
[复习巩固]可以借助一个自定义的Integer型变量Min，用它记录最小的一个数据的下标。
首先，不管实际情况如何，我们先假设数组中第1个元素为最小，于是有Min=1，再把这个元素与从第2个元素开始的所有元素作比较，一旦有比d（Min）更小的元素存在，则修改Min变量值为新的较小元素下标。
这样，在d（Min）经过了从第2个元素到最后一个元素的一一比较后，所得到Min应该就是第1到N个元素中的选举出来的最小元素下标了。
然后用类似的方法，把第2到N个元素中最小数选举出来；把第3到N个元素中最小数选举出来……
I←1:
Min←1:
J←2
开始
J
d（J）
Min←J
Y
Y
N
………………
J=J+1
最后把每次选举出来的结果依次输出即可实现升序排列。
[学生完成第1遍处理过程的流程图片断]
[依据流程图写出代码]
DimMinAsInteger
DimJAsInteger
Min=1
ForJ=2ToN
Ifd（J）NextJ
[小组讨论]
在遍历了一遍后如果发现第1-N个数中的最小数d（Min），根据选择排序的思想，需要把它与第1个数字进行交换。
如何进行？
[请同学发言]打个比方，在厨房里有一瓶酱油、一瓶醋和一个空瓶，如何利用这个空瓶实现酱油与醋？
――可先把酱油倒到空瓶中，再把醋倒到原来装酱油的瓶中，然后从原来的空瓶中把酱油倒到原来装醋现在已经空的瓶中，即可实现换位。
[教师]大家动动脑筋，用这种思想，试试把d
（1）与d（Min）换位，并写出相应的代码。
DimTempAsInteger
Temp=d（I）:
d（I）=d（Min）:
d（Min）=Temp’关键在于引入“空瓶”变量Temp
[思考]是不是每遍历一遍后必须做这样的一次交换？
――不是必须的，只有当确实发现有比d
（1）小的数后才交换
[教师]那怎么知道有没有发现比d
（1）更小的数呢？
I←1:
Min←1:
J←2
开始
J
d（J）
Min←J
Y
N
N
………………
Min<>1?
Temp=d
（1）
d
（1）=d（Min）
d（Min）=Temp
Y
J=J+1
――其实在遍历之前我们已经假设第1个元素最小，即Min=1，所以在遍历一遍后我们只需要验证一下Min=1是否还成立。
成立则表明没有比第1个元素小的数，不成立则表明有比第1个元素小的数，且它的下标为Min，此时要交换d
（1）与d（Min）。
[学生完善流程图及代码]
IfMin<>1then
Temp=d
（1）:
d
（1）=d（Min）:
d（Min）=Temp
EndIf
[教师]我们先前说过，对于规模为N的数组，需要遍历处理次数为N-1次，以上的流程就是这N-1次中需要重复做的事，对于重复处理的事，可以用什么结构？
――循环，以上的比较、交换即为循环体
[教师]大家试着把这个循环结构流程图画出来
[学生完善流程图及代码]
开始
J
d（J）
Min←J
Y
N
输出排序结果
N
Min<>I?
Temp=d（I）
d（I）=d（Min）
d（Min）=Temp
Y
I<=N-1
I←1
Y
N
结束
I=I+1
J=J+1
Min=I:
J=I+1
ForI=1ToN-1
Min=I
ForJ=I+1ToN
Ifd（J）NextJ
IfMin<>IThen
Temp=d（I）:
d（I）=d（Min）:
d（Min）=Temp
EndIf
NextI
ForM=1ToN
Print（Str（d（M）））
NextM
[调试程序]
[扩展提高]
我们知道，冒泡排序的效率比较低，主要因为数据交换的次数多，那我们如何知道选择排序中数据交换的次数？
[学生带着问题思考并实践]
――可利用一个自定义Integer型变量，初值0，记录数据交换次数，在程序交换数据部分令其自加1，程序结束时输出结果。
[完整的程序为]
DimI,J,Min,M,CishuAsInteger
Cishu=0
ForI=1ToN-1
Min=I
ForJ=I+1ToN
Ifd（J）NextJ
IfMin<>IThen
Temp=d（I）:
d（I）=d（Min）:
d（Min）=Temp:
Cishu=Cishu+1
EndIf
NextI
ForM=1ToN
Print（Str（d（M）））
NextM
Print（Str（Cishu））
【问题研讨】
对于规模非常大时，计算选择排序与冒泡排序交换次数，研究时间、空间复杂度
利用网络、图书，发现更优秀的排序算法，并对各种算法进行效率分析
优品课件，意犹未尽，知识共享，共创未来！
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