Chapter 2: Algorithms and Flowcharts — समस्या हल करने की कला

🤔 दोनों की ज़रूरत क्यों?

• समस्या को systematic तरीके से हल करने के लिए — सीधे code लिखने पर गलतियाँ ज़्यादा होती हैं।
• Programming logic को पहले से plan व visualize करने के लिए।
• Errors कम होती हैं, debugging आसान बनती है।
• Team में logic communicate करना आसान — flowchart सबको समझ आता है।

📖 Quick Recap — Algorithm की 5 Characteristics

🧮 पहला Example — दो Numbers का Sum

a = int(input("Enter first number: "))
b = int(input("Enter second number: "))
sum = a + b
print("Sum =", sum)

⚖️ Algorithm vs Program (नया अंतर!)

🔣 Complete Symbols Table (7 Symbols)

✔️ Flowchart बनाने के Best Practices

• Start व Stop हमेशा Oval में — दोनों अनिवार्य हैं।
• Flow की दिशा top-to-bottom या left-to-right रखें।
• हर operation Rectangle में, Input/Output Parallelogram में।
• Decision (Diamond) से हमेशा 2 रास्ते — Yes व No, दोनों label करें।
• Arrows एक-दूसरे को cross न करें; flowchart साफ़ व aligned रखें।

🏪 Real-Life Applications

• ATM transaction — PIN check (decision) → balance check → cash निकालना।
• Online shopping — cart → payment → order confirmation का flow।
• Student grading — marks के आधार पर grade (elif ladder)।
• Bank loan approval — eligibility conditions की जाँच।

📝 Example 1 — Area of Rectangle

length = float(input("Enter length: "))
breadth = float(input("Enter breadth: "))
area = length * breadth
print("Area of Rectangle =", area)

📝 Example 2 — Simple Interest

P = float(input("Enter Principal: "))
R = float(input("Enter Rate of Interest: "))
T = float(input("Enter Time (in years): "))
SI = (P * R * T) / 100
print("Simple Interest =", SI)

📝 Example 3 — Temperature Conversion (C → F)

C = float(input("Enter temperature in Celsius: "))
F = (C * 9/5) + 32
print("Temperature in Fahrenheit =", F)

📝 Example 4 — तीन Numbers का Average

A = float(input("Enter first number: "))
B = float(input("Enter second number: "))
C = float(input("Enter third number: "))
avg = (A + B + C) / 3
print("Average =", avg)

📝 Example 5 — Circle का Area व Circumference

R = float(input("Enter radius of circle: "))
area = 3.14 * R * R
circumference = 2 * 3.14 * R
print("Area =", area)
print("Circumference =", circumference)

✅ 1. Simple if — केवल True पर चलता है

# Syntax:
# if condition:
#     statement

marks = int(input("Enter marks: "))
if marks >= 50:
    print("You Passed!")
print("Exam Over.")

✅ 2. if-else — दो रास्ते

num = int(input("Enter a number: "))
if num % 2 == 0:
    print("Even Number")
else:
    print("Odd Number")

✅ 3. Nested if — if के अंदर if

marks = int(input("Enter marks: "))
if marks >= 40:
    if marks >= 75:
        print("Distinction")
    else:
        print("Pass")
else:
    print("Fail")

✅ 4. if-elif-else Ladder — कई conditions की सीढ़ी

marks = int(input("Enter marks: "))
if marks >= 90:
    print("Grade A+")
elif marks >= 75:
    print("Grade A")
elif marks >= 60:
    print("Grade B")
elif marks >= 40:
    print("Grade C")
else:
    print("Fail")

⚡ Real-Life Example — Electricity Bill

units = int(input("Enter electricity units used: "))
if units <= 100:
    bill = units * 5
elif units <= 200:
    bill = units * 7
else:
    bill = units * 10
print("Total Bill = Rs.", bill)

✅ 1. while Loop — जब तक condition True

# Syntax:
# while condition:
#     statements

i = 1
while i <= 5:
    print(i)
    i += 1
print("Loop Finished")

✅ 2. for Loop — जब repetitions पता हों

# Syntax:
# for variable in sequence:
#     statements

for i in range(1, 6):
    print(i, end=" ")
print("\nLoop Complete")

✅ 3. Sum of First N Natural Numbers

n = int(input("Enter N: "))
sum = 0
i = 1
while i <= n:
    sum += i
    i += 1
print("Sum =", sum)

✅ 4. Nested Loop — Loop के अंदर Loop

for i in range(1, 4):         # Outer loop
    for j in range(1, 4):     # Inner loop
        print(i, j)

⚖️ while vs for — कब कौन-सा?

🛑 break — Loop को तुरंत समाप्त

for i in range(1, 10):
    if i == 6:
        break
    print(i, end=" ")

⏭️ continue — यह iteration छोड़ो, आगे बढ़ो

for i in range(1, 6):
    if i == 3:
        continue
    print(i, end=" ")

⬜ pass — कुछ नहीं करता (Placeholder)

for i in range(1, 4):
    if i == 2:
        pass        # baad me code likhenge
    print(i, end=" ")

Example 1 — दो Numbers को Swap करना (3rd Variable से)

A = int(input("Enter A: "))
B = int(input("Enter B: "))
temp = A
A = B
B = temp
print("After swap: A =", A, ", B =", B)

# Python ka shortcut (bina temp ke):
# A, B = B, A

Example 2 — Maximum of Two Numbers

A = int(input("Enter first number: "))
B = int(input("Enter second number: "))
if A > B:
    print("A is greater")
else:
    print("B is greater")

Example 3 — Factorial of a Number

N = int(input("Enter a number: "))
Fact = 1
i = 1
while i <= N:
    Fact = Fact * i
    i += 1
print("Factorial =", Fact)

Example 4 — Reverse a Number

N = int(input("Enter a number: "))
Rev = 0
while N > 0:
    R = N % 10          # aakhri digit
    Rev = Rev * 10 + R
    N = N // 10         # aakhri digit hatao
print("Reversed Number =", Rev)

Example 5 — Palindrome Number Check

N = int(input("Enter a number: "))
copy = N
rev = 0
while N > 0:
    r = N % 10
    rev = rev * 10 + r
    N = N // 10
if copy == rev:
    print("Palindrome Number")
else:
    print("Not Palindrome")

Example 6 — Prime Number Check

N = int(input("Enter number: "))
is_prime = True
if N < 2:
    is_prime = False
for i in range(2, N):
    if N % i == 0:
        is_prime = False
        break
if is_prime:
    print(N, "is Prime")
else:
    print(N, "is Not Prime")

Example 7 — Fibonacci Series

n = int(input("Kitne terms? "))
a, b = 0, 1
for i in range(n):
    print(a, end=" ")
    a, b = b, a + b

Example 8 — Student Grade Evaluation

marks = int(input("Enter marks: "))
if marks >= 90:
    grade = "A+"
elif marks >= 75:
    grade = "A"
elif marks >= 60:
    grade = "B"
elif marks >= 40:
    grade = "C"
else:
    grade = "Fail"
print("Grade:", grade)

Example 9 — Smallest of Three Numbers

A = int(input("Enter first: "))
B = int(input("Enter second: "))
C = int(input("Enter third: "))
if A < B and A < C:
    smallest = A
elif B < C:
    smallest = B
else:
    smallest = C
print("Smallest number =", smallest)

Example 10 — Decimal to Binary Conversion

N = int(input("Enter decimal number: "))
binary = ""
if N == 0:
    binary = "0"
while N > 0:
    binary = str(N % 2) + binary
    N = N // 2
print("Binary =", binary)

Q1. Range का खेल

for i in range(2, 12, 3):
    print(i, end=" ")

Q2. while का Trace

x = 20
while x > 5:
    print(x, end=" ")
    x = x // 2

Q3. break की position

for i in range(1, 8):
    print(i, end=" ")
    if i == 4:
        break

Q4. continue vs break

for i in range(1, 6):
    if i % 2 == 0:
        continue
    print(i, end=" ")

Q5. elif Ladder Trace

x = 85
if x >= 90:
    print("A+")
elif x >= 80:
    print("A")
elif x >= 70:
    print("B")
else:
    print("C")

Q6. Nested Loop की गिनती

for i in range(3):
    for j in range(4):
        print("*", end="")
    print()

Q7. Loop के बाद Variable की Value

s = 0
for i in range(1, 5):
    s = s + i
print(s)

Q8. Reverse Logic Trace

n = 123
rev = 0
while n > 0:
    rev = rev * 10 + n % 10
    n = n // 10
print(rev)

Q9. Infinite Loop पहचानिए

i = 1
while i <= 5:
    print(i)

Q10. Nested if का रास्ता

a = 10
b = 20
if a > 5:
    if b > 25:
        print("Both big")
    else:
        print("Only a big")
else:
    print("a small")

Q11. Step वाली range उल्टी

for i in range(10, 0, -2):
    print(i, end=" ")

Q12. Swap without Temp

a, b = 7, 3
a, b = b, a + b
print(a, b)

Program 1 — Sum of Digits

n = int(input("Enter number: "))
total = 0
while n > 0:
    total += n % 10
    n = n // 10
print("Sum of digits =", total)

Program 2 — Armstrong Number Check (153 = 1³+5³+3³)

n = int(input("Enter 3-digit number: "))
temp = n
total = 0
while temp > 0:
    d = temp % 10
    total += d ** 3
    temp = temp // 10
if total == n:
    print(n, "is an Armstrong number")
else:
    print(n, "is NOT an Armstrong number")

Program 3 — Star Pattern (Right Triangle)

n = int(input("Enter rows: "))
for i in range(1, n + 1):
    print("*" * i)

Program 4 — HCF (GCD) of Two Numbers

a = int(input("Enter first: "))
b = int(input("Enter second: "))
hcf = 1
for i in range(1, min(a, b) + 1):
    if a % i == 0 and b % i == 0:
        hcf = i
print("HCF =", hcf)

Program 5 — Count Even/Odd in N Numbers

n = int(input("Kitne numbers? "))
even = odd = 0
for i in range(n):
    num = int(input("Number: "))
    if num % 2 == 0:
        even += 1
    else:
        odd += 1
print("Even count =", even)
print("Odd count =", odd)

Program 6 — Multiplication Table (Loop से)

num = int(input("Enter a number: "))
for i in range(1, 11):
    print(num, "x", i, "=", num * i)

Program 7 — Leap Year Check

year = int(input("Enter year: "))
if (year % 4 == 0 and year % 100 != 0) or (year % 400 == 0):
    print(year, "is a Leap Year")
else:
    print(year, "is NOT a Leap Year")

Program 8 — ATM PIN Retry (3 Attempts)

correct_pin = 1234
attempts = 0
while attempts < 3:
    pin = int(input("Enter PIN: "))
    if pin == correct_pin:
        print("Access Granted!")
        break
    attempts += 1
    print("Wrong PIN! Attempts left:", 3 - attempts)
else:
    print("Card Blocked!")

• Algorithm = written plan (text steps); Flowchart = visual plan (symbols); Program = implementation।
• Symbols: Oval = Start/Stop; Rectangle = Process; Parallelogram = I/O; Diamond = Decision; Circle = Connector।
• Sequential = ऊपर से नीचे सीधा flow (Area, SI, Average); Decision = condition से रास्ता (if-else); Iterative = repetition (loops)।
• if = 1 condition; if-else = 2-way; if-elif-else = multi-way (पहली true चलती है); nested if = level-wise checking।
• while = unknown repetitions (condition-based); for = known repetitions (range-based); range(1, 6) में 6 शामिल नहीं।
• break = loop समाप्त; continue = iteration skip; pass = कुछ नहीं (placeholder)।
• Nested loop की total iterations = outer × inner; counter न बढ़ाने पर infinite loop।
• याद रखने वाले programs: Swap (temp से), Factorial, Reverse (%10 व //10), Palindrome, Prime, Fibonacci, Armstrong, HCF, Leap Year।

❓ A. Multiple Choice Questions (50)

📝 B. 15 Theory Questions (Short Answers)

1. Algorithm और Flowchart में अंतर बताइए।Algorithm text/steps में लिखा plan है (language-independent, बनाना आसान); Flowchart उन्हीं steps का symbols वाला diagram है (देखते ही समझ आता है, पर redraw कठिन)।
2. Flowchart के 7 symbols व उनके उपयोग लिखिए।Oval = Start/Stop (Terminal); Rectangle = Process; Parallelogram = Input/Output; Diamond = Decision; Arrow = Flow line; Circle = Connector; Document = Print/Report।
3. Sequential Processing क्या है? उदाहरण दीजिए।Statements का एक के बाद एक, ऊपर से नीचे क्रम से चलना — बिना branching/looping के। जैसे Area of Rectangle, Simple Interest, Average निकालना।
4. Decision Making क्या है? Python में इसके types बताइए।Condition के आधार पर अलग-अलग रास्तों पर जाना। Types — simple if, if-else, nested if, if-elif-else ladder।
5. if-elif-else ladder कैसे काम करती है?Conditions ऊपर से नीचे check होती हैं — जो पहली true मिली उसका block execute होकर बाकी सब skip; कोई true न हो तो else चलता है।
6. Nested if किसे कहते हैं? कब उपयोग होता है?एक if के अंदर दूसरा if। जब multi-level checking करनी हो — जैसे पहले pass/fail check, फिर pass के अंदर distinction check।
7. while और for loop में अंतर बताइए।while = condition-based, repetitions unknown, initialization/increment manually; for = sequence/range-based, repetitions known, सब range() संभालता है।
8. break, continue और pass का अंतर उदाहरण सहित लिखिए।break loop को पूरा समाप्त करता है; continue current iteration skip करके अगले पर जाता है; pass कुछ नहीं करता (placeholder)। range(1,6) में i==3 पर continue से output 1 2 4 5।
9. Infinite loop क्या है? कैसे बचें?ऐसा loop जो कभी नहीं रुकता — condition कभी false नहीं होती (counter बढ़ाना भूलने पर)। बचाव: loop में counter update व सही condition ज़रूर रखें।
10. Nested loop क्या है? Total iterations कैसे निकालते हैं?Loop के अंदर loop। हर outer iteration पर inner पूरा चलता है — total = outer × inner (जैसे 3 × 4 = 12)।
11. दो variables swap करने का algorithm लिखिए।Start → Input A, B → temp = A → A = B → B = temp → Print A, B → Stop। (Python shortcut: a, b = b, a)
12. Number reverse करने की logic समझाइए।जब तक N > 0: N % 10 से आखिरी digit निकालो, rev = rev × 10 + digit से जोड़ो, N = N // 10 से digit हटाओ। 123 → 321।
13. Palindrome number की जाँच कैसे होती है?Number की copy रखो, उसे reverse करो — अगर copy == reverse तो Palindrome (जैसे 121, 1331), वरना नहीं।
14. Prime number check का algorithm लिखिए।Input N → अगर N < 2 तो prime नहीं → 2 से N-1 तक divide करके देखो → कहीं भी remainder 0 आया तो prime नहीं (break), वरना Prime।
15. Leap year की condition समझाइए।(Year 4 से divisible AND 100 से नहीं) OR (400 से divisible)। इसलिए 2024 व 2000 leap हैं, पर 1900 नहीं (100 से divisible, 400 से नहीं)।