第5章程序设计基础课件.ppt
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1、5.1 程序设计概述程序设计概述5.2 算法概述算法概述5.3 软件工程概述软件工程概述第第5 5章章 程序设计基础程序设计基础5.1.1 程序设计的基本过程程序设计的基本过程5.1.2 程序设计的方法程序设计的方法5.1.3 程序设计语言程序设计语言5.1 程序设计概述程序设计概述5.1.1 程序设计的基本过程程序设计的基本过程w 程序设计:编写程序的过程w 程序设计过程包括分析、设计、编码、测试、编写文档等不同阶段5.1.2 程序设计的方法程序设计的方法w 结构化程序设计方法w 面向对象程序设计方法结构化程序设计结构化程序设计w 结构化程序设计的原则n自顶向下n逐步细化n模块化n限制使用g
2、oto语句结构化程序设计结构化程序设计w 结构化程序设计的基本结构n顺序结构n选择结构n循环结构结构化程序设计结构化程序设计w顺序结构n按照程序语句的书写顺序一条一条的执行n最基本、最常用的结构结构化程序设计结构化程序设计w选择结构(分支结构)n根据设定的条件,判断应该执行哪一条语句n包括单分支结构、双分支结构和多分支结构结构化程序设计结构化程序设计w循环结构(重复结构)n根据给定的条件,判断是否需要重复执行相同的程序段n分为当型循环结构和直到型循环结构 面向对象程序设计面向对象程序设计w 结构化程序设计又称为面向过程的程序设计w 面向对象程序设计方法模拟人们理解和处理客观世界的方式来分析问题
3、,把系统视为一系列对象的集合,分析者、设计者和编程者都可以使用相同的概念,从而使面向对象的程序设计方法能比较自然地模拟客观世界的活动,使问题描述空间与解空间在结构上尽可能一致。面向对象的基本概念面向对象的基本概念w 对象:客观世界中的任何实体,既可以是具体的物理实体的抽象,也可以是人为的概念,或者是任何有明确边界和意义的东西。w 对象的特点:n标识唯一性n分类型n多态性n封装性n模块独立性面向对象程序设计面向对象程序设计w 类:n类是对象的抽象,它描述了该对象类型的所有对象的性质,而一个对象则是其对应类的一个实例w 消息n面向对象的世界是通过对象与对象间彼此的相互合作来推动的,对象间的这种相互
4、合作需要一个机制来协助完成,这种机制称为“消息”面向对象程序设计面向对象程序设计w 继承n使用已有的类定义作为基础建立新类的定义技术n已有的类可当做基类来引用,新类可当做派生类来引用n继承具有传递性面向对象程序设计面向对象程序设计w 封装性n所谓封装,指的就是类中定义的数据只能被类中定义的方法所访问,除此之外别无它法n封装的结果实际上隐蔽了复杂性,并提供了代码重用性,从而降低了软件开发的难度。w 多态性n对象根据所接收的消息而做出动作,同样的消息被不同的对象接收时,可导致完全不同的行动,该现象称为多态性面向对象程序设计面向对象程序设计w 面向对象方法的优点:n与人类习惯的思维方法一致n稳定性好
5、n可重用性好n易于开发大型软件产品n可维护性好5.1.3 程序设计语言程序设计语言w 程序设计语言就是用于书写计算机程序的一组记号和一组规则。w 分类:n机器语言n汇编语言n高级语言 由由0 0、1 1代码组成,代码组成,能被计算机硬件系统能被计算机硬件系统直接识别和执行的计算机语言,不需要翻译。直接识别和执行的计算机语言,不需要翻译。 占用空间小、执行速度快占用空间小、执行速度快 不易学习和修改不易学习和修改 不同类型不同类型的机器语言不同,的机器语言不同,通用性差通用性差机器语言程序机器语言程序注释注释10110000 00001000把8存放到累加器A中00101100 00001010
6、将10与累加器中的8相加,结果存在A中11110100程序结束机器语言实例机器语言实例 用助记符代替机器语言中的指令和数据用助记符代替机器语言中的指令和数据易修改,保持速度快,占用空间小易修改,保持速度快,占用空间小不同类型不同类型机器机器的的汇编语言不同,汇编语言不同,通用性差通用性差8+10加法题加法题MOV AX, 8HMOV AX, 8HMOV BX, 0AHMOV BX, 0AHADD BX, AXADD BX, AX 由贴近自然语言的由贴近自然语言的“词词”和和“数学公数学公式式”组成组成 易学、易读,易修改易学、易读,易修改 通用性好,不依赖于机器通用性好,不依赖于机器 具有很强
7、的具有很强的通用性通用性和和可移植性可移植性c=8+10常用的程序设计语言常用的程序设计语言w 面向过程语言nFortran、Pascal、C等w 面向对象语言nC+、java语言处理系统的作用就是把程序语言编写的程序变换成计算机上执行的程序汇编语言汇编语言汇编程序汇编程序高级语言高级语言 高级语言高级语言 编译程序编译程序连接程序连接程序数据数据解释程序解释程序数据数据编译程序:编译程序:执行速度快,但占用内存多,可执行速度快,但占用内存多,可脱离编译程序和源程序独立存在并反复使用脱离编译程序和源程序独立存在并反复使用. .如:如: C/C+C/C+、PascalPascal、FORTRAN
8、FORTRAN等等解释程序:解释程序:边解释边执行,便于查错,占用内边解释边执行,便于查错,占用内存少,执行效率低、速度慢。如:存少,执行效率低、速度慢。如:BASICBASIC语言语言编译程序与解释程序的区别编译程序与解释程序的区别5.2.1 算法的概念算法的概念5.2.2 算法的表示算法的表示5.2.3 常用算法介绍常用算法介绍5.2 算法概述算法概述算法算法算法算法( (AlgorithmAlgorithm) ):算法就是一个有穷规:算法就是一个有穷规则的集合,其中的规则确定了一个解决某则的集合,其中的规则确定了一个解决某一特定类型问题的运算序列。一特定类型问题的运算序列。5.2.1 算
9、法的概念算法的概念算法的特性算法的特性 有限性有限性 确定性确定性 可行性可行性 输入输入 输出输出算法的表示方法算法的表示方法算法的表示方法:算法的表示方法:l自然语言;自然语言;l程序流程图;程序流程图;lN-S流程图;流程图;l伪代码;伪代码;自然语言自然语言w 使用自然语言描述求解sum=1+2+3+4+5+(n-1)+n的方法。 确定一个n的值; 设等号右边的算式项中的初始值i为1; 设sum的初始值为0; 如果in时,执行,否则转出执行; 计算sum加上i的值后,重新赋值给sum; 计算i加1,然后将值重新赋值给i; 转去执行; 输出sum 的值,算法结束。自然语言自然语言w 自然
10、语言描述方法的缺点:n自言语言的歧异性容易导致算法执行的不确定性。n自然语言的语句一般太长,从而导致了用自然语言描述的算法太长。n由于自然语言表示的串行性,因此,当一个算法中循环和分支较多时就很难清晰地表示出来。n自然语言表示的算法不便翻译成计算机程序设计语言理解的语言。程序流程图程序流程图程程序序流流程程图图符符号号程序流程图程序流程图w 以求解sum=1+2+3+4+5+(n-1)+n为例来介绍算法的流程图描述方法N-S流程图流程图w N-S流程图简称N-S图,也被称为盒图。N-S图是在1973年,由美国学者I.Nassi 和 B.Shneiderman提出来的,并分别取两人名字的首字母来
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