第七章 软件开发与程序设计基础(dmy).ppt

第7章 软件开发与程序设计基础 教学目标 了解计算机程序设计的基本概念、基本过程 了解常见语言 掌握面向过程和面向对象程序设计思想 了解算法和数据结构概念 了解软件开发方法 授 课 内 容 7.1 程序设计的基本概念 7.2 程序设计的基本过程 7.3 数据结构与算法的基本概念 7.4 软件开发方法 7.1 程序设计的基本概念 7.2　程序设计的基本过程  计算机可以做任何事情；只要能把实际问题抽象、制作为计算机可求解的程序。 计算机求解问题的步骤： 实际 问题 求解 编制 问题 问题 模型 算法 程序 实现 7.2.1 程序设计的基本方法 基本程序控制结构 结构化程序设计思想 面向对象程序设计 结构化程序设计方法 “软件危机”---结构化程序设计 基本观点： 程序设计的目标不应再集中于如何充分发挥硬件的效率方面，新的程序设计方法应以能设计出结构清晰、可读性强、易于分工合作编写和调试的程序。 结构化设计方法是以模块化设计为中心 模块化程序结构 模块化 就是把程序划分为若干个部分，每个部分独立存放、完成一个特定的功能。其目的是降低程序的复杂度，使设计出来的程序便于阅读、调试和维护。 一个模块可以是一条语句、一段程序、一个函数等 基本特征是其仅有一个入口和一个出口 模块相互独立，内聚性很强，一个模块完成一个功能 三种基本程序结构 按照结构化程序设计的观点, 任何算法功能都可以通过由程序模块组成的三种基本程序结构的组合: 顺序结构：程序是按程序语句或模块在执行流中的顺序逐个执行。 选择结构：程序是按设定的条件实现程序执行流的多路分支。 循环结构：程序是按给定的条件重复地执行指定的程序段或模块。 结论：理论上已经证明，用三种基本程序结构可以实现任何复杂的算法。 顺序结构 顺序结构语句包括： 说明语句 赋值语句 I/O 语句 子函数调用语句、返回语句 选择结构（之一） 一路分支 语句格式： if （表达式） 语句序列 两路分支 语句格式： if （表达式） 语句序列1 else 语句序列2 选择结构之二 多路（开关）选择语句 语句格式： switch（整数表达式） { case 数值1： 语句序列1； …... case 数值n： 语句序列n； [default : 语句序列n+1；] } 循环结构（之一） 当型循环 语句格式： while （表达式） [ { ] 语句序列 [ } ] 直到型循环 语句格式： do { 语句序列 } while （表达式）; 结构化程序设计思想 结构化程序设计支持“自顶向下, 逐步求精”的程序设计方法。 “自顶向下” 是将复杂、大的问题划分为小问题，找出问题的关键、重点所在，然后用精确的思维定性、定量地去描述问题。 “逐步求精” 是将现实世界的问题经抽象转化为逻辑空间或求解空间的问题。复杂问题经抽象化处理变为相对比较简单的问题。经若干步抽象（精化）处理，最后到求解域中只是比较简单的编程问题。 例: 验证“哥德巴赫猜想” “哥德巴赫猜想”表述为：任何 一个大于等于4的偶数均可以表 示为两个素数之和。 求解第一步 提出问题： 验证哥德巴赫猜想 第二步 设一上限数M，验证 从4到M的所有偶数是否能被 分解为两个素数之和。 1. 定义一个变量X，初值为4。 2. 每次令其加2，并验证X能否 被分解为两个素数之和，直到 X不小于M为止。 验证哥德巴赫猜想（续一） 第三步 如何验证X是否能被分解为两个素数之和。 1. 从P=2开始； 2. 判别X—P是否仍为素数： 3. 若是，打印该偶数的分解式。 4. 否则，换更大的素数，再继续执行2.。如此循环，直到用于检测的素数大X/2且X 与其之差仍不是素数，则打印“哥德巴赫猜想”不成立。 验证哥德巴赫猜想（续二） 第四步 生成下一个素数。 （1）当前素数P加1 （2）判别P是否是素数； （3）若是素数，返回P； （4）否则，P加1，继续执行（ 2）。