單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,目 錄,上一頁,下一頁,結(jié) 束,軟件工程,項目五,軟件項目的實現(xiàn),軟件工程案例教程 清華大學出版社,項目五軟件項目的實現(xiàn)軟件工程案例教程 清華大學出版社,項目五 軟件項目的實現(xiàn),任務(wù)一,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計,任務(wù)二,面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計,任務(wù)三,程序設(shè)計語言,任務(wù)四 程序復雜度,小結(jié),實驗實訓,項目五 軟件項目的實現(xiàn)任務(wù)一 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計,2,任務(wù)一,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計,5.1.1,結(jié)構(gòu)化程序的提出,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的特征主要有以下幾點：,1,以三種基本結(jié)構(gòu)的組合來描述程序。,2,整個程序采用模塊化結(jié)構(gòu)。,3,有限制地使用轉(zhuǎn)移語句，在非用不可的情況下，也要十分謹慎，并且只限于在一個結(jié)構(gòu)內(nèi)部跳轉(zhuǎn)，不允許從一個結(jié)構(gòu)跳到另一個結(jié)構(gòu)，這樣可縮小程序的靜態(tài)結(jié)構(gòu)與動態(tài)執(zhí)行過程之間的差異，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 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,4,以控制結(jié)構(gòu)為單位，每個結(jié)構(gòu)只有一個入口，一個出口，各單位之間接口簡單，邏輯清晰；,5,采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言書寫程序，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)計風格。,我們現(xiàn)在用到的譬如,C,、,FORTRAN,、,PASCAL,等語言都屬于典型結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言。,任務(wù)一 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計 4以控制結(jié)構(gòu)為單位，每個結(jié)構(gòu)只有,4,任務(wù)一,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計,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,表示兩個處理步驟，例如在我們學生信息管理系統(tǒng)中,S1,可以代表增加學生紀錄、,S2,代表標記學生學號、,S3,代表確定學生院系等。這些處理步驟可以是一個非轉(zhuǎn)移操作或多個非轉(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)。整個順序結(jié)構(gòu)只有一個入口點,a,和一個出口點,b,。這種結(jié)構(gòu)的特點是：程序從入口點,a,開始，按順序執(zhí)行所有操作，直到出口點,b,處，所以稱為順序結(jié)構(gòu)。事實上，不論程序中包含了什么樣的結(jié)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 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,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 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,循環(huán)結(jié)構(gòu),循環(huán)結(jié)構(gòu)表示程序反復執(zhí)行某個或某些操作，直到某條件為假（或為真）時才可終止循環(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：當型循環(huán)和直到型循環(huán)，,(a),當型循環(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 循環(huán)結(jié)構(gòu) (a)當型循環(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)計方法中用于表示算法的圖形工具之一。對于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計來說，傳統(tǒng)流程圖已很難完全適應了。因為傳統(tǒng)流程圖出現(xiàn)得較早，它更多地反映了機器指令系統(tǒng)設(shè)計和傳統(tǒng)程序設(shè)計方法的需要，難以保證程序的結(jié)構(gòu)良好。另外，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的一些基本結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)流程圖中沒有相應的表達符號。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)符號來表示，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)向的問題而無法保證自頂而下的程序設(shè)計方法，使模塊之間的調(diào)用關(guān)系難以表達。為此，兩位美國學者,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,(a),順序,(b),循環(huán),(c),當型循環(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(a)順序,8,任務(wù)一,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計,5.1.4,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法,結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法是公認的面向過程編程應遵循的基本方法和原則。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法主要包括：只采用三種基本的程序控制結(jié)構(gòu)來編制程序，從而使程序具有良好的結(jié)構(gòu)；程序設(shè)計自頂而下；用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計流程圖表示算法。,有關(guān)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計及方法有一整套不斷發(fā)展和完善的理論和技術(shù)，對于初學者來說，完全掌握是比較困難的。但在學習的起步階段就了解結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的方法，學習好的程序設(shè)計思想，對今后的實際編程是很有幫助的。,任務(wù)一 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計5.1.4 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法,9,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計,面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（,OOP,）技術(shù)汲取了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計中好的思想，并將這些思想與一些新的、強大的理念相結(jié)合，從而給你的程序設(shè)計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)計風格中，你會將一個問題分解為一些相互關(guān)聯(lián)的子集，每個子集內(nèi)部都包含了相關(guān)的數(shù)據(jù)和函數(shù)。同時，你會以某種方式將這些子集分為不同等級，而一個對象就是已定義的某個類型的變量。當你定義了一個對象，你就隱含的創(chuàng)建了一個新的數(shù)據(jù)類型。,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（OOP）技術(shù)汲取,10,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計,5.2.1,數(shù)據(jù)抽象和封裝,把數(shù)據(jù)和函數(shù)包裝在一個單獨的單元（稱為類）的行為稱為封裝。數(shù)據(jù)封裝是類的最典型特點。數(shù)據(jù)不能被外界訪問，只能被封裝在同一個類中的函數(shù)訪問。這些函數(shù)提供了對象數(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、重量和價格，以及操作這些屬性的函數(shù)。類封裝了將要被創(chuàng)建的對象的所有核心屬性。因為類使用了數(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)建對象。,簡單的說，一個對象就是一個封裝了數(shù)據(jù)和操作這些數(shù)據(jù)的代碼的邏輯實體。,在一個對象內(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。通過這種方式，對象對內(nèi)部數(shù)據(jù)提供了不同級別的保護，以防止程序中無關(guān)的部分意外的改變或錯誤的使用了對象的私有部分。,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計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,5.2.2,繼承,繼承是指一個對象從另一個對象中獲得屬性的過程。繼承是軟件重復使用的一種方式，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5.2.2 繼承,12,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計,例如，學生管理系統(tǒng)涉及學生對象類，每一學生均擁有他們共同的屬性，例如：,name,（姓名）、,idNo,（身份證號）、,sex,（性別）、,stNo,（學號）、,coarseId,（某公共課成績）等。但是不同系的學生由于專業(yè)不同，他們又有各自與專業(yè)相關(guān)的課程的學分，例如，信息系的學生應該具有其屬類,student,類全部特征和行為規(guī)則，同時還具有這個系學生獨有東西，以,Student,類為基礎(chǔ)建立的信息系學生類,C_student,既具有學生類的特點，也具有信息系學生自己的特點，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,類繼承學生類,Student,。,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計例如，學生管理系統(tǒng)涉及學生對象類，,13,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計,5.2.3,多態(tài),多態(tài)是指一個方法只能有一個名稱，但可以有許多形態(tài)，也就是程序中可以定義多個同名的方法，用“一個接口，多個方法”來描述?？梢酝ㄟ^方法的參數(shù)和類型引用。,例如，學生類應該有一個計算成績的操作，信息系學生、會計系學生和機械系學生都繼承自學生類。顯然對于各種不同的學生類型需要統(tǒng)計的課程不一樣，這就需要計算成績的操作在不同的學生類中有不同的實現(xiàn)，但使用同一個操作名稱，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象。由于繼承性，這些類和對象具有相似的特征。但由于多態(tài)性，同樣一種行為在不同類和對象上又有不同的實現(xiàn)和結(jié)果。,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計5.2.3多態(tài),14,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計,面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的一些顯著的特性包括：,程序設(shè)計的重點在于數(shù)據(jù)而不是過程；,程序被劃分為所謂的對象；,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為表現(xiàn)對象的特性而設(shè)計；,函數(shù)作為對某個對象數(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，不能為外部函數(shù)訪問；,對象之間可以通過函數(shù)溝通；,新的數(shù)據(jù)和函數(shù)可以在需要的時候輕而易舉的添加進來；,在程序設(shè)計過程中遵循由下至上（bottom-up）的設(shè)計方法。,任務(wù)二 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的一些顯著的特性包括,15,任務(wù)三程序設(shè)計語言,5.3.1,計算機語言與程序設(shè)計語言,什么是計算機語言？,狹義的指計算機可以執(zhí)行的機器語言。廣義的指一切用于人與計算機通訊的語言。包括程序設(shè)計語言，各種專用的或通用的命令語言，查詢語言，定義語言等?，F(xiàn)在一般采用后一種說法,.,程序設(shè)計語言“泛指一切用于書寫計算機程序的語言，包括匯編語言、機器語言，以及一般稱為高級語言的完全符號形式的獨立于具體計算機的語言?！?任務(wù)三程序設(shè)計語言5.3.1計算機語言與程序設(shè)計語言,16,任務(wù)三程序設(shè)計語言,上面兩段話很清楚地說明了計算機語言與程序設(shè)計語言之間的區(qū)別和聯(lián)系。,計算機語言是外延較大的概念，程序設(shè)計語言只是計算機語言下的一個子概念。有人說：“人們交流要通過語言，人要和計算機打交道，也要通過語言，所以要使用計算機必須學習程序設(shè)計語言?！鼻鞍刖湓捴傅氖怯嬎銠C語言，而后半句話指的是程序設(shè)計語言，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)了這種說法?！拔覀兒陀嬎銠C打交道，就要用計算機語言”這句話是對的，但用計算機語言與計算機打交道，不一定要用程序設(shè)計語言。,任務(wù)三程序設(shè)計語言上面兩段話很清楚地說明了計算機語言與程序,17,任務(wù)三程序設(shè)計語言,我們用,DOS,命令，就是在用計算機語言：命令語言；我們學習,Windows,操作，用鼠標單擊某一圖標，讓計算機執(zhí)行某一操作也是一種計算機語言；我們學習某種應用軟件的操作，也是學習計算機語言?？傊?我們在學習計算機知識的過程中一直在學習計算機語言，一直是通過計算機語言和計算機打交道，但它們都不是程序設(shè)計語言。,程序設(shè)計語言是根據(jù)計算機的特點而編制的，它沒有自然語言那么豐富多樣，而只是有限規(guī)則的集合，所以它“簡單易學”。但是，也正因為它是根據(jù)機器的特點編制的，所以交流中無法意會和言傳，而更多地表現(xiàn)了說一不二，表現(xiàn)了“規(guī)則”的嚴謹。例如該是“；”的地方不能寫成“,.”,，該寫“,a”,的地方不能寫成“,A”,，這使得學習程序設(shè)計語言在一開始會有些不習慣。,任務(wù)三程序設(shè)計語言我們用DOS命令，就是在用計算機語言：,18,任務(wù)三程序設(shè)計語言,5.3.2,程序語言分類,1.,機器語言,電子計算機所使用的是由“,0”,和“,1”,組成的二進制數(shù)，二進制是計算機語言的基礎(chǔ)。計算機發(fā)明之初，人們只能降貴紆尊，用計算機的語言去命令計算機干這干那，一句話，就是寫出一串串由“,0”,和“,1”,組成的指令序列交由計算機執(zhí)行，這種語言，就是機器語言。,2.,匯編語言,為了減輕使用機器語言編程的痛苦，人們進行了一種有益的改進：用一些簡潔的英文字母、符號串來替代一個特定的指令的二進制串，比如，用“,ADD”,代表加法，“,MOV”,代表數(shù)據(jù)傳遞等等，這樣一來，人們很容易讀懂并理解程序在干什么，糾錯及維護都變得方便了，這種程序設(shè)計語言就稱為匯編語言，即第二代計算機語言。,任務(wù)三程序設(shè)計語言5.3.2程序語言分類,19,任務(wù)四,程序復雜度,5.4.1,程序復雜度,同一問題可用不同,算法,解決，而一個算法的質(zhì)量優(yōu)劣將影響到算法乃至程