基于形式化方法的通用编程技术及其应用

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1、华东理工大学硕士学位论文第1页基于形式化方法的通用编程技术及其应用摘要本文的重点是研究面向概念的软件设计方法即通用编程(GenericProgramming)思想，研究标准模板库的结构和设计思想，介绍一种形式化的概念描述语言Tecton，对概念进行规范和描述。然后，基于Tecton描述语言和通用编程思想，我们实现了AES加密算法，设计了二叉树容器类并实现了相应的哈夫曼编码算法。关键词:通用编程形式化方法TectonAES-Y-树第II页华东理工大学硕士学位论文GenericProgrammingTechnologyandApplicationbasedonth

2、eFormalSpecificationMethodAbstractInthisthesis,ImainlyfocusontheresearchoftheGenericProgramming.Explorethestructureandoriginaldesignconsiderationofthestandardtemplatelibrary.Tofacilitatemywork,IintroducetheformalconceptspecificationlanguageTecton.WiththehelpofTecton,Idescribesomealg

3、ebraconceptsandthestandardtemplatelibraryandgenericprogramming.ThenIimplementtheAESalgorithmanddesignthebinarytreecontainerandcorrespondinghufmandecodingalgorithm,whichisguidedbytheTectonspecificationandgenericprogrammingKeyword:GenericprogrammingformalspecificationTectonAESBinaryTr

4、ee作者声明我郑重声明:本人J咯守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人己经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。论文作者签名2002年华东理工大学硕士学位论文第1页第1章引言随着科学的发展和技术的进步，计算机系统正日益深入到我们的日常生活中，各行各业对它的需求也迅速增加。由于计算机系统的设计者将它分为软件系统和硬件系统，因此也就出现了两个相对独立而又相互依存的产业。在现代社会里，这两个产业都以着迅猛的速度在发展，不过现代软件产品的开发

5、速度和以遵循摩尔定律来发展的硬件产品相比，差距是不可否认的，如果说软件的开发滞后于硬件的开发，那么从整体上而言也就制约了计算机系统的发展，软件工程师无法及时推出市场所需要的软件产品，从而从整体上制约了信息产业以及依赖信息技术的相关产业的发展.这对人类社会的发展而言是一种损失。因此软件业从多年前就开始经历着一场革新，目标非常明确，那就是不断提出新的软件设计方法，淘汰旧的生产模式，以更加高效的方式建立软件系统。也正因为如此，使新的软件设计方法成了计算机科学界研究的重点之一。在经过长期的实践和探索之后，软件开发和设计人员经过摸索和总结，逐渐发现利用模块化、面向对象、

6、面向概念的设计和实现方法，具有很高的开发效率，与过去结构化编程方法相比较，可以使软件开发生产的效率更高。软件中的概念或者对象其实是来自于实际开发过程中的一些可复用组件，这些可复用组件经过不断的完善，不断的概念抽象和提升，终于可以自成体系，以产品的形式走向市场，成为了广大软件工程师的开发利器。通过组件的推广使软件开发人员省去了从底层开始开发的麻烦，可以在较高的层次上关注更加面向应用的问题，而把许多实现细节留给了组件和组件的设计者，这样做省去重复开发的烦琐，大大提高了效率。面向概念或者是面向对象的编程，其优势在于不但能够重复使用高质量的代码，而且使软件系统从结构上

7、更容易理解、修改和维护。所以这些程序设计思想被人们普遍接受，并且运用到实践中去.众所周知，在现今所有的编程语言中，C++是一种被广泛使用的功能强大的编程语言，支持多种编程思想，其中包括基于过程、基于对象、面向对象和通用编程(即面向概念)。作为通用编程的第一个广为流传的实现，标准模版库(StandardTemplateLibrary)自从被C++标准化委员会接纳以来，已经对整个C++业界产生了极为深远的影响。它最初是惠普实验室的作品，它的作者是AlexanderStepanov和MengLee，而他们的工作则是基于Stepanov和DavidRMusser的早期

8、对通用编程的研究成果。所有使用过标准模