程序设计基础讲义（7）

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1、第七章程序设计基本方法与原则程序设计方法的发展软件工程概述7.1程序设计方法的发展程序设计初期，由于计算机硬件条件的限制，运算速度与存储空间都迫使程序员追求高效率，而程序的可理解性、可扩充性等因素被放到第二位。随着计算机硬件与通信技术的发展，计算机应用领域越来越广泛，应用规模也越来越大，编写程序不能再片面追求高效率，而应该综合考虑程序的可靠性、可扩充性、可重用性和可理解性等因素。正是这种需求刺激了程序设计方法与程序设计语言的发展。7.1程序设计方法的发展——早期程序设计早期出现的高级程序设计语言有FORTRAN、COBOL、ALGOL、BASIC等

2、语言。这一时期，由于追求程序的高效率，程序员过分依赖技巧与天分，不太注重所编写程序的结构，这时期可以说是无固定程序设计方法的时期。7.1程序设计方法的发展——模块化程序设计模块化程序设计概念模块化方法进行程序设计技术在20世纪50年代出现。将大程序按功能划分成若干小程序（模块），小程序之间相互联系和协调，共同完成整个程序的功能。BASIC和FORTRAN中模块是”子程序”;PASCAL中模块称为”过程”;C中模块称为”函数”;COBOL中模块称为”段”或”节”;模块化程序设计优点1、程序的结构简明清晰；2、提高系统的可靠性；3、加强了系统的可

3、维护性；4、提高了系统的可重用性；5、有利于软件工程管理。模块化程序设计缺点1、编码前需要大量的额外工作；2、运行时需要较多的CPU时间；3、需要较多的存储空间。7.1程序设计方法的发展——结构化程序设计结构化程序设计的出现随着程序规模与复杂性的不断增长，人们也在不断探索新的程序设计方法。证明了只用三种基本的控制结构（顺序、选择、循环）即可实现任何单入口/单出口的程序；Dijkstra建议从一切高级语言中取消goto语句；Mills提出程序应该只有一个入口和一个出口。这些工作导致了结构化程序设计方法的诞生。结构化程序设计方法和语言结构化程序设计是按

4、照一定的原则与原理，组织和编写正确且易读的程序的软件技术。其目标是使程序具有一个合理结构，以保证和验证程序的正确性。主要技术：自顶向下、逐步求精。该过程就是将问题的求解由抽象逐步具体化的过程。支持结构化编程的语言有PASCAL、C、Ada等。结构化程序设计主要特征与风格1、由三种基本控制结构（顺序结构、选择结构和循环结构）构成。2、有限制地使用goto语句。3、借助于结构化程序设计语言书写程序，并采用一定的书写格式以提高程序的清晰性，增进程序的可读性。4、强调程序设计过程中人的思维方式与规律，采用自顶向下的策略，通过一组规则、规律与特有的风格对程

5、序细分和组织。7.1程序设计方法的发展——面向对象程序设计面向对象方法概念面向对象方法是一种把面向对象的思想运用于软件开发过程中，指导开发活动的系统方法，简称OO方法，是建立在“对象”概念（对象、类和继承）基础上的方法学。对象是由数据和允许的操作组成的封装体，与客观实体有直接的对应关系。面向对象方法的出现和发展面向对象的方法起源于面向对象的编程语言。1、20世纪60年代后期就出现了类和对象的概念，类作为语言机制用来封装数据和相关操作。2、70年代前期，Smalltalk语言，奠定了面向对象程序设计的基础，1980年Smalltalk-80标志着面向

6、对象的程序设计已进入实用阶段。3、进入80年代相继出现了一系列面向对象的编程语言。如：C++等。4、自80年代中期到90年代，面向对象的研究重点已经从语言转移到设计方法学方面，尽管还不成熟，但已陆续提出了一些面向对象的开发方法和设计技术。面向对象方法实施步骤面向对象方法的具体实施步骤如下：1.面向对象分析2.面向对象设计3.面向对象实现面向对象的开发方法不仅为人们提供了较好的开发风范，而且在提高软件的生产率，可靠性、可重用性、可维护性等方面有明显的效果，已成为当今计算机界最为关注的一种开发方法。面向对象方法主要特点面向对象方法把世界看成是独立对象的集

7、合，对象将数据和操作封装在一起，提供有限的外部接口，其内部的实现细节、数据结构及对它们的操作是外部不可见的，对象之间通过消息相互通信，当一个对象为完成其功能需要请求另一个对象的服务时，前者就向后者发出一条消息，后者在接收到这条消息后，识别该消息并按照自身的适当方式予以响应。面向对象方法和结构化方法相比具有以下特点：(一)模块化、信息隐藏与抽象(二)自然性与共享性(三)并发性(四)重用性7.1程序设计方法的发展——程序设计方法学的研究软件危机的出现60年代中期以后，计算机硬件技术日益进步，生产硬件的成本不断降低，为计算机广泛应用创造极好的条件。在

8、这种形势下，迫切要求计算机软件也能与之相适应。然而软件技术的进步一直未能满足形势发展需要，在大型软件开发过程