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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,目 錄,上一頁(yè),下一頁(yè),結(jié) 束,軟件工程,項(xiàng)目五,軟件項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn),軟件工程案例教程 清華大學(xué)出版社,項(xiàng)目五軟件項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)軟件工程案例教程 清華大學(xué)出版社,項(xiàng)目五 軟件項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn),任務(wù)一,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),任務(wù)二,面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),任務(wù)三,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,任務(wù)四 程序復(fù)雜度,小結(jié),實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn),項(xiàng)目五 軟件項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)任務(wù)一 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),2,任務(wù)一,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),5.1.1,結(jié)構(gòu)化程序的提出,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的特征主要有以下幾點(diǎn)：,1,以三種基本結(jié)構(gòu)的組合來(lái)描述程序。,2,整個(gè)程序采用模塊化結(jié)構(gòu)。,3,有限制地使用

2、轉(zhuǎn)移語(yǔ)句，在非用不可的情況下，也要十分謹(jǐn)慎，并且只限于在一個(gè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部跳轉(zhuǎn)，不允許從一個(gè)結(jié)構(gòu)跳到另一個(gè)結(jié)構(gòu)，這樣可縮小程序的靜態(tài)結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)執(zhí)行過(guò)程之間的差異，使人們能正確理解程序的功能。,任務(wù)一 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 5.1.1 結(jié)構(gòu)化程序的提出,3,任務(wù)一,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),4,以控制結(jié)構(gòu)為單位，每個(gè)結(jié)構(gòu)只有一個(gè)入口，一個(gè)出口，各單位之間接口簡(jiǎn)單，邏輯清晰；,5,采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言書寫程序，并采用一定的書寫格式使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀；,6,注意程序設(shè)計(jì)風(fēng)格。,我們現(xiàn)在用到的譬如,C,、,FORTRAN,、,PASCAL,等語(yǔ)言都屬于典型結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。,任務(wù)一 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 4以控制結(jié)構(gòu)為

3、單位，每個(gè)結(jié)構(gòu)只有,4,任務(wù)一,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),5.1.2,程序的三種基本結(jié)構(gòu),順序結(jié)構(gòu)表示程序中的各操作是按照它們出現(xiàn)的先后順序執(zhí)行的，其流程如圖所示。圖中的,S1,和,S2,表示兩個(gè)處理步驟，例如在我們學(xué)生信息管理系統(tǒng)中,S1,可以代表增加學(xué)生紀(jì)錄、,S2,代表標(biāo)記學(xué)生學(xué)號(hào)、,S3,代表確定學(xué)生院系等。這些處理步驟可以是一個(gè)非轉(zhuǎn)移操作或多個(gè)非轉(zhuǎn)移操作序列，甚至可以是空操作，也可以是三種基本結(jié)構(gòu)中的任一結(jié)構(gòu)。整個(gè)順序結(jié)構(gòu)只有一個(gè)入口點(diǎn),a,和一個(gè)出口點(diǎn),b,。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：程序從入口點(diǎn),a,開(kāi)始，按順序執(zhí)行所有操作，直到出口點(diǎn),b,處，所以稱為順序結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，不論程序中包含了什么樣的結(jié)

4、構(gòu)，而程序的總流程都是順序結(jié)構(gòu)的。,S1,S2,S3,順序結(jié)構(gòu),b,a,任務(wù)一 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 5.1.2程序的三種基本結(jié)構(gòu) S1,5,任務(wù)一,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),選擇結(jié)構(gòu)表示程序的處理步驟出現(xiàn)了分支，它需要根據(jù)某一特定的條件選擇其中的一個(gè)分支執(zhí)行。選擇結(jié)構(gòu)有單選擇、雙選擇和多選擇三種形式。,雙選擇結(jié)構(gòu),單選擇結(jié)構(gòu),多選擇結(jié)構(gòu),任務(wù)一 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 選擇結(jié)構(gòu)表示程序的處理步驟出現(xiàn)了分,6,任務(wù)一,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),循環(huán)結(jié)構(gòu),循環(huán)結(jié)構(gòu)表示程序反復(fù)執(zhí)行某個(gè)或某些操作，直到某條件為假（或?yàn)檎妫r(shí)才可終止循環(huán)。在循環(huán)結(jié)構(gòu)中最主要的是：什么情況下執(zhí)行循環(huán)？哪些操作需要循環(huán)執(zhí)行？循環(huán)結(jié)構(gòu)的基本形式有兩種：當(dāng)型

5、循環(huán)和直到型循環(huán)，,(a),當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu),(b),直到型循環(huán)結(jié)構(gòu),任務(wù)一 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì) 循環(huán)結(jié)構(gòu) (a)當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)(,7,5.1.3 N-S,流程圖,N-S,流程圖是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法中用于表示算法的圖形工具之一。對(duì)于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)流程圖已很難完全適應(yīng)了。因?yàn)閭鹘y(tǒng)流程圖出現(xiàn)得較早，它更多地反映了機(jī)器指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)和傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)方法的需要，難以保證程序的結(jié)構(gòu)良好。另外，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的一些基本結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)流程圖中沒(méi)有相應(yīng)的表達(dá)符號(hào)。例如，在傳統(tǒng)流程圖中，循環(huán)結(jié)構(gòu)仍采用判斷結(jié)構(gòu)符號(hào)來(lái)表示，這樣不易區(qū)分到底是哪種結(jié)構(gòu)。特別是傳統(tǒng)流程圖由于轉(zhuǎn)向的問(wèn)題而無(wú)法保證自頂而下的程序設(shè)計(jì)方法，使模塊之

6、間的調(diào)用關(guān)系難以表達(dá)。為此，兩位美國(guó)學(xué)者,Nassi,和,Shneiderman,于,1973,年就提出了一種新的流程圖形式，這就是,N-S,流程圖，它是以兩位創(chuàng)作者姓名的首字母取名，也稱為,Nassi Shneiderman,圖,任務(wù)一,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),(a),順序,(b),循環(huán),(c),當(dāng)型循環(huán),(d),直到型循環(huán),5.1.3 N-S流程圖任務(wù)一 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)(a)順序,8,任務(wù)一,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì),5.1.4,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法是公認(rèn)的面向過(guò)程編程應(yīng)遵循的基本方法和原則。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法主要包括：只采用三種基本的程序控制結(jié)構(gòu)來(lái)編制程序，從而使程序具有良好的結(jié)構(gòu)；程序

7、設(shè)計(jì)自頂而下；用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)流程圖表示算法。,有關(guān)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)及方法有一整套不斷發(fā)展和完善的理論和技術(shù)，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，完全掌握是比較困難的。但在學(xué)習(xí)的起步階段就了解結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的方法，學(xué)習(xí)好的程序設(shè)計(jì)思想，對(duì)今后的實(shí)際編程是很有幫助的。,任務(wù)一 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)5.1.4 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法,9,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（,OOP,）技術(shù)汲取了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中好的思想，并將這些思想與一些新的、強(qiáng)大的理念相結(jié)合，從而給你的程序設(shè)計(jì)工作提供了一種全新的方法。通常，在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)風(fēng)格中，你會(huì)將一個(gè)問(wèn)題分解為一些相互關(guān)聯(lián)的子集，每個(gè)子集內(nèi)部都包含了相關(guān)的數(shù)據(jù)和函數(shù)。同時(shí)，

8、你會(huì)以某種方式將這些子集分為不同等級(jí)，而一個(gè)對(duì)象就是已定義的某個(gè)類型的變量。當(dāng)你定義了一個(gè)對(duì)象，你就隱含的創(chuàng)建了一個(gè)新的數(shù)據(jù)類型。,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（OOP）技術(shù)汲取,10,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),5.2.1,數(shù)據(jù)抽象和封裝,把數(shù)據(jù)和函數(shù)包裝在一個(gè)單獨(dú)的單元（稱為類）的行為稱為封裝。數(shù)據(jù)封裝是類的最典型特點(diǎn)。數(shù)據(jù)不能被外界訪問(wèn)，只能被封裝在同一個(gè)類中的函數(shù)訪問(wèn)。這些函數(shù)提供了對(duì)象數(shù)據(jù)和程序之間的接口。避免數(shù)據(jù)被程序直接訪問(wèn)的概念被稱為“數(shù)據(jù)隱藏”。,抽象指僅表現(xiàn)核心的特性而不描述背景細(xì)節(jié)的行為。類使用了抽象的概念，并且被定義為一系列抽象的屬性如尺寸、重量和價(jià)格，以及操

9、作這些屬性的函數(shù)。類封裝了將要被創(chuàng)建的對(duì)象的所有核心屬性。因?yàn)轭愂褂昧藬?shù)據(jù)抽象的概念，所以它們被稱為抽象數(shù)據(jù)類型（,ADT,）。,封裝：封裝機(jī)制將數(shù)據(jù)和代碼捆綁到一起，避免了外界的干擾和不確定性。它同樣允許創(chuàng)建對(duì)象。,簡(jiǎn)單的說(shuō)，一個(gè)對(duì)象就是一個(gè)封裝了數(shù)據(jù)和操作這些數(shù)據(jù)的代碼的邏輯實(shí)體。,在一個(gè)對(duì)象內(nèi)部，某些代碼和（或）某些數(shù)據(jù)可以是私有的，不能被外界訪問(wèn)。通過(guò)這種方式，對(duì)象對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)提供了不同級(jí)別的保護(hù)，以防止程序中無(wú)關(guān)的部分意外的改變或錯(cuò)誤的使用了對(duì)象的私有部分。,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)5.2.1數(shù)據(jù)抽象和封裝,11,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),5.2.2,繼承,繼承是指一個(gè)對(duì)象從另一個(gè)對(duì)象

10、中獲得屬性的過(guò)程。繼承是軟件重復(fù)使用的一種方式，新的類可以吸收已存類的數(shù)據(jù)與方法，并增加新的數(shù)據(jù)和方法。它支持按層次分類的概念。,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)5.2.2 繼承,12,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),例如，學(xué)生管理系統(tǒng)涉及學(xué)生對(duì)象類，每一學(xué)生均擁有他們共同的屬性，例如：,name,（姓名）、,idNo,（身份證號(hào)）、,sex,（性別）、,stNo,（學(xué)號(hào)）、,coarseId,（某公共課成績(jī)）等。但是不同系的學(xué)生由于專業(yè)不同，他們又有各自與專業(yè)相關(guān)的課程的學(xué)分，例如，信息系的學(xué)生應(yīng)該具有其屬類,student,類全部特征和行為規(guī)則，同時(shí)還具有這個(gè)系學(xué)生獨(dú)有東西，以,Student,類為基礎(chǔ)

11、建立的信息系學(xué)生類,C_student,既具有學(xué)生類的特點(diǎn)，也具有信息系學(xué)生自己的特點(diǎn)，這里，我們稱,Student,類是,C_student,類的父類，類,C_student,稱為,Student,的子類，,C_Student,類繼承學(xué)生類,Student,。,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)例如，學(xué)生管理系統(tǒng)涉及學(xué)生對(duì)象類，,13,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),5.2.3,多態(tài),多態(tài)是指一個(gè)方法只能有一個(gè)名稱，但可以有許多形態(tài)，也就是程序中可以定義多個(gè)同名的方法，用“一個(gè)接口，多個(gè)方法”來(lái)描述?？梢酝ㄟ^(guò)方法的參數(shù)和類型引用。,例如，學(xué)生類應(yīng)該有一個(gè)計(jì)算成績(jī)的操作，信息系學(xué)生、會(huì)計(jì)系學(xué)生和機(jī)械系學(xué)生都繼

12、承自學(xué)生類。顯然對(duì)于各種不同的學(xué)生類型需要統(tǒng)計(jì)的課程不一樣，這就需要計(jì)算成績(jī)的操作在不同的學(xué)生類中有不同的實(shí)現(xiàn)，但使用同一個(gè)操作名稱，我們稱為多態(tài)。,繼承和多態(tài)的結(jié)合可以輕易構(gòu)造一系列功能類似但又各異的類和對(duì)象。由于繼承性，這些類和對(duì)象具有相似的特征。但由于多態(tài)性，同樣一種行為在不同類和對(duì)象上又有不同的實(shí)現(xiàn)和結(jié)果。,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)5.2.3多態(tài),14,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì),面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的一些顯著的特性包括：,程序設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于數(shù)據(jù)而不是過(guò)程；,程序被劃分為所謂的對(duì)象；,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為表現(xiàn)對(duì)象的特性而設(shè)計(jì)；,函數(shù)作為對(duì)某個(gè)對(duì)象數(shù)據(jù)的操作，與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊密的結(jié)合在一起；,數(shù)據(jù)被隱藏起來(lái)

13、，不能為外部函數(shù)訪問(wèn)；,對(duì)象之間可以通過(guò)函數(shù)溝通；,新的數(shù)據(jù)和函數(shù)可以在需要的時(shí)候輕而易舉的添加進(jìn)來(lái)；,在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循由下至上（bottom-up）的設(shè)計(jì)方法。,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的一些顯著的特性包括,15,任務(wù)三程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,5.3.1,計(jì)算機(jī)語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,什么是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言？,狹義的指計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行的機(jī)器語(yǔ)言。廣義的指一切用于人與計(jì)算機(jī)通訊的語(yǔ)言。包括程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，各種專用的或通用的命令語(yǔ)言，查詢語(yǔ)言，定義語(yǔ)言等。現(xiàn)在一般采用后一種說(shuō)法,.,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言“泛指一切用于書寫計(jì)算機(jī)程序的語(yǔ)言，包括匯編語(yǔ)言、機(jī)器語(yǔ)言，以及一般稱為高級(jí)語(yǔ)言的完全符號(hào)形式的獨(dú)立于具體

14、計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言?！?任務(wù)三程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言5.3.1計(jì)算機(jī)語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,16,任務(wù)三程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,上面兩段話很清楚地說(shuō)明了計(jì)算機(jī)語(yǔ)言與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之間的區(qū)別和聯(lián)系。,計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是外延較大的概念，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言只是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言下的一個(gè)子概念。有人說(shuō)：“人們交流要通過(guò)語(yǔ)言，人要和計(jì)算機(jī)打交道，也要通過(guò)語(yǔ)言，所以要使用計(jì)算機(jī)必須學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。”前半句話指的是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，而后半句話指的是程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，由于“偷換”了概念，推理不合邏輯，結(jié)論也就不可靠了。由于概念的混亂，出現(xiàn)了這種說(shuō)法。“我們和計(jì)算機(jī)打交道，就要用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言”這句話是對(duì)的，但用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言與計(jì)算機(jī)打交道，不一定要用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。,任務(wù)三程序

15、設(shè)計(jì)語(yǔ)言上面兩段話很清楚地說(shuō)明了計(jì)算機(jī)語(yǔ)言與程序,17,任務(wù)三程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,我們用,DOS,命令，就是在用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言：命令語(yǔ)言；我們學(xué)習(xí),Windows,操作，用鼠標(biāo)單擊某一圖標(biāo)，讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行某一操作也是一種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言；我們學(xué)習(xí)某種應(yīng)用軟件的操作，也是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言?？傊?我們?cè)趯W(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)的過(guò)程中一直在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，一直是通過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言和計(jì)算機(jī)打交道，但它們都不是程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。,程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是根據(jù)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)而編制的，它沒(méi)有自然語(yǔ)言那么豐富多樣，而只是有限規(guī)則的集合，所以它“簡(jiǎn)單易學(xué)”。但是，也正因?yàn)樗歉鶕?jù)機(jī)器的特點(diǎn)編制的，所以交流中無(wú)法意會(huì)和言傳，而更多地表現(xiàn)了說(shuō)一不二，表現(xiàn)了“規(guī)則

16、”的嚴(yán)謹(jǐn)。例如該是“；”的地方不能寫成“,.”,，該寫“,a”,的地方不能寫成“,A”,，這使得學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言在一開(kāi)始會(huì)有些不習(xí)慣。,任務(wù)三程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言我們用DOS命令，就是在用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言：,18,任務(wù)三程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,5.3.2,程序語(yǔ)言分類,1.,機(jī)器語(yǔ)言,電子計(jì)算機(jī)所使用的是由“,0”,和“,1”,組成的二進(jìn)制數(shù)，二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)發(fā)明之初，人們只能降貴紆尊，用計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言去命令計(jì)算機(jī)干這干那，一句話，就是寫出一串串由“,0”,和“,1”,組成的指令序列交由計(jì)算機(jī)執(zhí)行，這種語(yǔ)言，就是機(jī)器語(yǔ)言。,2.,匯編語(yǔ)言,為了減輕使用機(jī)器語(yǔ)言編程的痛苦，人們進(jìn)行了一種有益的改進(jìn)：用一些簡(jiǎn)潔的英文字母、符號(hào)串來(lái)替代一個(gè)特定的指令的二進(jìn)制串，比如，用“,ADD”,代表加法，“,MOV”,代表數(shù)據(jù)傳遞等等，這樣一來(lái)，人們很容易讀懂并理解程序在干什么，糾錯(cuò)及維護(hù)都變得方便了，這種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言就稱為匯編語(yǔ)言，即第二代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。,任務(wù)三程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言5.3.2程序語(yǔ)言分類,19,任務(wù)四,程序復(fù)雜度,5.4.1,程序復(fù)雜度,同一問(wèn)題可用不同,算法,解決，而一個(gè)算法的質(zhì)量?jī)?yōu)劣將影響到算法乃至程