计算机文化基础 Windows XP + Office 2000版 吴丽华 冯建平 第15章 程序设计基础

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1、第15章程序设计基础【本章概述】本章介绍了计算机程序设计的基础概念，包括程序设计语言、算法、程序结构、程序设计的基本方法、程序调试以及选择编程语言等。通过本章的学习，使读者初步建立起程序设计的基本概念，理解程序设计的基本方法，为今后系统地学习程序课程打下良好的基础。15.1程序设计语言概述15.1.1程序设计语言的发展几个主要阶段：1．第一代语言2．第二代语言3．第三代语言4．第四代语言5．第五代语言15.1.2程序设计语言的组成每一种程序设计语言都有规定的词汇，词汇集由标识符、保留字、特殊字符、数值等组成。当我们学习每一种程序设计语言时，应该注意它的语法和语义。·语法

2、表示语言的各个构成记号之间的组合规则。·语义表示的含义。4种表示成分：数据、运算、控制和传输。1．数据描述程序所涉及的数据对象。在程序运行过程中，其值不变的数据称为“常量”，其值可以改变的数据称为“变量”；另外，有些可以不加任何说明就能引用的运算过程，称为“标准函数”，其函数值可以像常量或变量一样参加运算；由常量、变量、函数、运算符和圆括号组成的式子称为“表达式”，它在程序中代表一个值。程序设计语言所提供的数据结构是以数据类型的形式表现的，程序中的每一个数据都属于某一种数据类型（整型、实型、字符型等）。2．运算描述程序中应该执行的数据操作。在程序中的运算一般都包括算术运

3、算（加+、减-、乘*、除/、乘方^）、关系运算（大于>、小于<、等于=、大于等于>=、小于等于<=、不等于<>）和逻辑运算（与AND、或OR、非NOT）。3．控制描述程序的操作流程控制结构。在程序中只要有3种形式的流程控制结构（即顺序结构、选择结构、循环结构），就足以表示出各种各样复杂的算法过程，这已从理论上得到证明。4．传输表达程序中数据的输入和输出。任一种程序设计语言都包含有编制程序所必需的最基本的语句，这些语句分别是赋值语句、输入/输出语句、选择或条件语句、转移语句、循环语句。15.1.3语言翻译器1.解释器有些语言使用解释方式的语言翻译器，如BASIC、APL、

4、Java等。我们称之解释式程序设计语言，其翻译器称为“解释器”（Interpreter）。解释器的工作方式是对你的源程序代码每转换一行，就执行一行。由于这种方式一次解释一行，执行一行，解释结果并不保留，以后再次执行该程序之前，仍需同样的解释。比如有这样一个含有循环结构的QBASIC程序片段：ForI=lTO100PRINT“I=”；INEXTI在100次的运行中就被翻译了100次，显然做了一些重复的工作。因此这种方式下程序执行的速度慢。2.编译器编译器（Compiler），是指在编译过程中将你的高级语言源程序所有代码经过“编译器”转换为计算机能识别的目标程序代码。使用编

5、译器时，如果程序有错误，必须在编译成功之前改正所有的错误。如FORTRAN、PASCAL、C等语言都是这种编译型的程序设计语言。15.2程序和程序设计15.2.1过程程序设计早期，人们把程序看作是处理数据的一系列过程（Procedure)。一个过程或函数(Function)是指一组特定的一个接一个顺序执行的指令，它们完成某一专门任务或计算出一个结果值。数据与过程是分离的，其程序设计的技巧主要是在处理过程之间的调用及完成任务或计算的算法，关心的是数据的变化。过程程序设计的关键是程序设计语言所提供的子程序及参数传递形式。从程序组织的角度来看，子程序是用于有组织地管理大量算法

6、的有力工具程序=算法+数据结构(包含数据和数据类型)15.2.2模块程序设计随着软件的发展，考虑到程序的可重复使用，人们越来越注重于系统整体关系和对数据的组织，他们把数据与操作数据的相关过程称为模块(Module)，程序是根据模块的需要来划分，并使数据隐藏在模块中，其程序设计的技巧主要是模块中过程的设计，在模块中既包含具体问题的数据，又包含这些数据上的操作。由于模块程序设计是把算法和数据结构(数据和数据类型)看作一个独立功能模块，程序就被描述为：程序=(算法+数据结构)15.2.3面向对象程序设计我们现在使用计算机的方式是利用按钮、菜单或窗口，通过选择后触发计算机去执行

7、某一事件动作，这种编程方法称为“事件驱动”，是一种交互性很强的编程方法。面向对象程序设计可以满足上述的需求，它能实现软件组件的可重用性，并把数据和操作数据的过程结合起来作为一个整体“对象”（Object），其程序设计的技巧是以“类”（Class）作为构造程序的基本单位，它具有封装、抽象、继承、多态性等特点。由于在面向对象中，算法与数据结构被结合在一起成为一个类，问题世界本身就是一个对象世界，任何对象都具有一定的属性与操作，所以，程序又被描述为：对象=(算法+数据结构)程序=(对象+对象+…)15.2.4程序设计的方法(1)分析问题：首先是