計算思維在C語言程序設計中的應用分析

（衡水學院，河北衡水市，053000）肖 君

1 C語言程序中的抽象計算思維

1.1 C語言應用程序的抽象定義

所謂抽象就是使用實際符號系統(tǒng)對待處理問題先進行相對精準的符號描述。抽象的描述過程簡單的來說就是對實際符號系統(tǒng)問題建立抽象模型的一個過程。總的來說，程序系統(tǒng)就是一個用來分別描述實際生活中一些可能存在與那些實際中不可能存在的兩個系統(tǒng)。程序本身其實就是對系統(tǒng)的一種抽象。而系統(tǒng)之所以存在，是因為其所具有的重要技術特點與核心管理能力。程序中對系統(tǒng)所有特性功能進行抽象的就是所謂的程序操作系統(tǒng)對象。函數類就是泛指對系統(tǒng)所有功能的進行抽象。系統(tǒng)文件功能設置中有很多較為繁瑣的文件調用關系。比如，求解積分問題需要定義一個求解積分函數，它就會牽涉到在某個點的函數取量和值，需要一個包含了諸如正弦、余弦、正切、余切這些三角形函數的自定義函數。通過在主函數中，調用包含自定義函數，在自定義函數中，調用常用三角形函數，通過函數的多層嵌套調用，實現積分函數求解問題。

1.2 C語言應用程序中的變量操作系統(tǒng)

對象一般是一組變量與一組常量。常量是指一些數學系統(tǒng)中對于取量和值不會發(fā)生改變的一些特性進行抽象，比如圓周率，而變量則是對系統(tǒng)內部的取量和值之間能夠發(fā)生轉變的一些特性進行抽象，比如說圓的最大半徑等。對于一門課程而言，不論課程具備哪種取值特征，都應該有一個屬于自身所規(guī)定的需要取值特征范圍與不允許取值范圍內的操作，像最為常見的理科學習成績，它需要的取值特征范圍通常都應該是0~100，其中對這種取值特征進行操作時就知道是使用加減法這樣的數值算數公式操作，或是大于或者小于這樣的比較公式運算算數操作；但是對課程名稱這項取值特征，就不能通過使用加減法這樣的算數操作方式來直接進行了。而且在C語言應用程序中所經常使用的數據特征抽象取樣閾值抽象范圍與所有的允許數據操作的特征抽象概念都不屬于數據類型。

2 C語言程序中的自動化計算思維

計算邏輯思維從本質上講就是通過利用這些計算思維相關知識概念將各種符號元素信息進行自動整合，從而形成類型符號結構的系統(tǒng)，其基本運用方式是對一個符號結構系統(tǒng)文件中的各種符號元素進行計算操作，另外通過充分利用這些計算思維相關知識概念還可以對不同時間順序的符號結構元素進行不同順序調整，以便于實現不同順序結構的自動調整執(zhí)行計算操作。對于C語言中的應用程序，自動加法處理有兩種主要形式，即在函數eip的兩個函數寄存器之間執(zhí)行函數內兩個追加翻譯項。代碼轉換處理操作的添加可以通過在特定操作序列中進行添加轉換操作來實現自動化，或者在外部存儲器執(zhí)行區(qū)域和堆棧函數中調用兩個函數之間的加法代碼。比如說某個新的調用程序，在調用時，首先在內存中先分配進行函數操作所需的存儲空間，待被調用函數功能執(zhí)行完成后，被調用函數執(zhí)行函數返回操作，也就是把整個被調用函數的最后執(zhí)行結果重新返回到主調函數內部。這些執(zhí)行語句的順序組合之后可以自動形成多個執(zhí)行函數，所謂的多個程序執(zhí)行就是說在一個函數中按照一定順序自動在多個執(zhí)行函數中進行轉換。雖然應用程序自動執(zhí)行通常是在一個或者多個編程函數之間按照一定順序自動地進行轉換，但這種自動程序執(zhí)行的處理方式還是常常需要通過對應的應用計算機處理軟件與其他硬件上的基礎設施來加以保證。保證應用程序自動正常執(zhí)行是在軟件基礎結構上的，是單機操作系統(tǒng)，硬件上的基礎結構是工業(yè)計算機的內部硬件系統(tǒng)結構。當程序使用者按下自動執(zhí)行功能鍵時，程序就完全可以不用人工進行操作，而由系統(tǒng)來執(zhí)行，之后的操作過程通常都會以其他進程的操作方式。

3 計算思維在程序設計中的分析方法

3.1 數據類型的計算思維理解

數據類型是一個抽象的概念。主要描述的是數據及程序在計算機存儲器中存儲的方式。變量是計算機用于存儲具體數值的地方，按數據類型給變量分類，使數據能夠按照某種方式分類存儲在計算機中，能更好的理解其存儲的概念和存儲的方式。

3.2 算法的計算思維理解

算法描述是對用來解決實際問題時的方案準確而完整的步驟描述，是用來解決實際問題的一套清晰的的指令，能夠按算法描述輸入符合規(guī)范的指令，在有限的時間內迅速獲得所符合要求的正確且準確的輸出。不同類型的實際問題，需要不同的求解算法，相同的一個問題，因思維方式與思路的不同，也可以采用不同的求解算法。不同的求解算法，需要占用不同的計算時間、存儲空間，擁有不同的程序運算效率。程序設計中的許多問題都需要多樣性算法來解決。

在傳授程序設計知識的過程中，首先鼓勵學生按照自己的思維方式和思路想出算法，再將一些優(yōu)化的算法展示給學生，引導學生將自己的算法和優(yōu)化算法進行對比分析，思考優(yōu)化算法的簡便性和巧妙性，從而加深對知識的理解，提升算法優(yōu)化設計能力。

3.3 模型設計的計算思維理解

模型設計時運用一種設計方案。一個好的模型會使程序變得簡潔，程序的性能、效率也會得到提高。模型設計過程中，必須運用計算思維，使程序變得簡明易懂。將一個數學問題抽象化形成一個計算模型，運用系統(tǒng)數學計算能力來進行建模，用一個數據庫的圖形來進行描述，確定一個數據的存儲范圍、數據的量和存儲信息形式等。經過系統(tǒng)測量分析后再根據從上到下逐步計算建立一個模型。

在問題建模的設計過程中，首先就要根據每個問題的基本條件模型進行建模分析，確定每個問題建模限制的適用范圍，再確定所提供需的建模算法和變量函數，根據所提供給的變量資料后再確定算法函數中各變量之間的相互關系。

4 結語

在促進相關計算思維在C語言應用程序系統(tǒng)設計中能夠進行廣泛應用的整個過程中，要認識到應用程序設計的優(yōu)點及其特殊化，需要發(fā)展這個特點的運行功能，需要相對較多的計算數據進行支持，只有在能夠保證整個相關計算數據具有絕對準確性的根本基礎上運行才能有效地促進整個計算機應用程序的穩(wěn)定運行。在這樣的基礎上，促進二者的有效結合，就需要采用不同的優(yōu)化設計方法，例如模型程序設計應用方法和數據算法程序設計應用方法等，從而可以保證應用計算機的思維在計算機程序設計實際工作過程中的高效性，其應用將使得計算機的程序運行性和穩(wěn)定性得到提高。