软件工程编码.ppt

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1、结构化程序设计 程序设计风格 程序效率,程序编码,程序编码是设计的继续。程序员必须深刻理解、熟练掌握并正确地运用程序设计语言的特性。源程序具有良好的结构性和良好的程序设计风格。,结构化程序设计,在编写程序时，强调使用几种基本控制结构，通过组合嵌套，形成程序的控制结构。尽可能避免使用GOTO语句。在程序设计过程中，尽量采用自顶向下和逐步细化的原则，由粗到细，一步步展开。,结构化程序设计的主要原则,使用语言中的顺序、选择、重复等有限的基本控制结构表示程序逻辑。选用的控制结构只准许有一个入口和一个出口。程序语句组成容易识别的块，每块只有一个入口和一个出口。复杂结构应该用基本控制结构进行组合嵌套来实现

2、。,严格控制GOTO语句，仅在下列情形才可使用：用一个非结构化的程序设计语言去实现一个结构化的构造。若不使用GOTO语句就会使程序功能模糊。在某种可以改善而不是损害程序可读性的情况下。,例1 打印A,B,C三数中最小者程序,程序1 if(A B)goto 120；if(B C)goto 110；100 write(C)；goto 140；110 write(B)；goto 140；120 if(A C)goto 130；goto 100；130 write(A)；140 end,程序2 if(A B)and(A C)then write(A)else if(A B)and(B C)then w

3、rite(B)else write(C)endif endif,例2 用二分法求方程 f(x)0 在区间a.b中的根的程序,假设在闭区间a.b上函数 f(x)有唯一的一个零点,f0=f(a)；f1=f(b)；/程序1 if(f0*f1 0)x0=xm；f0=fm；else x1=xm；,finish：printf(“n The root of this equation is%dn”，xm)；单入口，两出口正常出口是循环达到 n 次，非正常出口是循环中途控制转出到标号 finish 所在位置可读性好,f0=f(a)；f1=f(b)；/程序2 if(f0*f1=0)x0=a；x1=b；for(i

4、=1；i=n；i+)xm=(x0 x1)/2；fm=f(xm)；if(abs(fm)eps|abs(x1x0)eps)break；if(f0*fm0)x0=xm；f0=fm；else x1=xm；,f0=f(a)；f1=f(b)；/程序3 if(f0*f1=0)x0=a；x1=b；i=1；finished=0；while(i=n&finished=0)xm=(x0 x1)2；fm=f(xm)；if(abs(fm)eps|abs(x1x0)eps)finished=1；if(finished=0),if(f0*fm0)x0=xm；f0=fm；else x1=xm；引入布尔变量 finished，

5、改 for 型循环为 while 型，将单入口多出口结构改为单入口单出口结构。,自顶向下，逐步求精,把一个模块的功能逐步分解，细化为一系列具体的步骤，进而翻译成一系列用某种程序设计语言写成的程序。,例，用筛选法求100以内的素数,筛选法就是从2到100中去掉2,3,9,10的倍数，剩下的就是100以内的素数。,main()/程序框架 建立2到100的数组A，其中Aii；-1 建立2到10的素数表 B，其中存放2 到10以内的素数；-2 若Aii是B 中任一数的倍数，则 剔除Ai；-3 输出A 中所有没有被剔除的数；-4,main()/*建立2到100的数组A，其中Aii*/for(i=2；i=

6、100；i+)Ai=i；/*建立2到10的素数表B，其中存放2到 10以内的素数*/B1=2；B2=3；B3=5；B4=7；/*若Aii是B 中任一数的倍数，则剔 除Ai*/for(j=1；j=4；j+)检查A 所有的数能否被Bj整除并将 能被整除的数从A 中剔除；-3.1,/*输出A 中所有没有被剔除的数*/for(i=2；i=100；i+)若Ai没有被剔除，则输出之-4.1对框架中的局部再做细化，得到整个程序。,main()/*建立2到100的数组A，其中Aii*/for(i=2；i=100；i+)Ai=i；/*建立2到10的素数表B，其中存放2到 10以内的素数*/B1=2；B2=3；B

7、3=5；B4=7；/*若Aii是B 中任一数的倍数，则剔除 Ai*/for(j=1；j=4；j+)/*检查A 所有的数能否被Bj整除并将能 被整除的数从A 中剔除*/,for(i=2；i=100；i+）if(AiBj*Bj=Ai)Ai=0；/*输出A 中所有没有被剔除的数*/for(i=2；i=100；i+）/*若Ai没有被剔除，则输出之*/if(Ai!=0）printf(“A%d%dn”,I,Ai)；,自顶向下，逐步求精方法的优点,符合人们解决复杂问题的普遍规律。程序具有清晰的层次结构，程序容易阅读和理解,有利于编码、测试和集成每一步工作仅在上层节点的基础上做不多的设计扩展，便于检查有利于设

8、计的分工和组织工作。,程序设计风格,应该使程序具有良好的风格。源程序文档化 数据说明 语句结构 输入输出方法,源程序文档化,标识符的命名 安排注释 程序的视觉组织,符号名的命名,符号名即标识符，包括模块名、变量名、常量名、标号名、子程序名、数据区名以及缓冲区名等。这些名字应能反映它所代表的实际东西，应有一定实际意义。,名字不是越长越好，应当选择精炼的意义明确的名字。必要时可使用缩写名字，但这时要注意缩写规则要一致，并且要给每一个名字加注释。NEW.BALANCE.ACCOUNTS.PAYABLE NBALAP N,程序的注释,夹在程序中的注释是程序员与日后的程序读者之间通信的重要手段。注释决不

9、是可有可无的。一些正规的程序文本中，注释行的数量占到整个源程序的13到12，甚至更多。注释分为序言性注释和功能性注释。,序言性注释,它应当给出程序的整体说明，对于理解程序本身具有引导作用。有关项目包括：程序标题；,有关本模块功能和目的的说明；主要算法；接口说明：包括调用形式，参数描述，子程序清单；有关数据描述：重要的变量及其用途，约束或限制条件，以及其它有关信息；模块位置：在哪一个源文件中，或隶属于哪一个软件包；开发简历：,功能性注释,功能性注释嵌在源程序体中，用以描述其后的语句或程序段是在做什么工作例如，/*ADD AMOUNT TO TOTAL*/TOTAL=AMOUNTTOTAL不好。,

10、如果注明把月销售额计入年度总额，便使读者理解了下面语句的意图：/*ADD MONTHLY-SALES TO ANNUAL-TOTAL*/TOTAL=AMOUNTTOTAL要点 描述一段程序，而不是每一个语句；用缩进和空行，使程序与注释容易区别；注释要正确。,视觉组织 空格、空行和移行,恰当地利用空格，可以突出运算的优先性例如，将表达式(A17)ANDNOT(B49)ORC写成(A17)AND NOT(B49)OR C自然的程序段之间可用空行隔开；,移行也叫做向右缩格。对于选择语句和循环语句，把其中的程序段语句向右做阶梯式移行。使程序的逻辑结构更加清晰。例如，两重选择结构嵌套，写成下面的移行形式

11、，层次就清楚得多。,IF（）THEN IF（）THEN ELSE ENDIF ELSE ENDIF,数据说明,在编写程序时，需要注意数据说明的风格。为了使程序中数据说明更易于理解和维护，必须注意以下几点。1.数据说明的次序应当规范化 2.说明语句中变量安排有序化 3.使用注释说明复杂数据结构,数据说明的次序应当规范化,使数据属性容易查找，也有利于测试，排错和维护。数据说明的次序与语法无关，其次序是任意的。但出于阅读、理解和维护的需要，最好使其规范化，使说明的先后次序固定。,使用注释说明复杂数据结构,如果设计了一个复杂的数据结构，应当使用注释来说明在程序实现时这个数据结构的固有特点。例如,对PL

12、/1的链表结构和Pascal中用户自定义的数据类型，都应当在注释中做必要的补充说明。,语句结构,构造单个语句是编码阶段任务语句构造力求简单，直接，不能为了片面追求效率而使语句复杂化。,1.在一行内只写一条语句,在一行内只写一条语句，并且采取适当的移行格式许多程序设计语言允许在一行内写多个语句。但这种方式会使程序可读性变差。,例如，有一段排序程序FOR I:=1 TO N1 DO BEGIN T:=I；FOR J:=I1 TO N DO IF AJAT THEN T:=J；IF TI THEN BEGIN WORK:=AT；AT:=AI；AI:=WORK；END END；由于一行中包括了多个语句

13、，掩盖了程序的循环结构和条件结构，使其可读性变得很差。,FOR I:=1 TO N-1 DO/改进布局 BEGIN T:=I；FOR J:=I1 TO N DO IF AJAT THEN T:=J；IF TI THEN BEGIN WORK:=AT；AT:=AI；AI:=WORK；END END；,2.程序编写首先应当考虑清晰性,程序编写首先应当考虑清晰性，不要刻意追求技巧性，使程序编写得过于紧凑。例如，有一个用 C 语句写出的程序段：AI=AIAT；AT=AIAT；AI=AIAT；,实际上，这段程序的功能就是交换AI和AT中的内容。目的是为了节省一个工作单元。如果改一下：WORK=AT；AT

14、=AI；AI=WORK；就一目了然了。,3.程序要能直截了当地说明程序员的用意。,例如，for(i=1;i=n;i+)for(j=1;j=n;j+)Vij(ij)*(ji)除法运算（）在除数和被除数都是整型量时，其结果只取整数部分，而得到整型量。,当 ij 时,i/j=0 当 ji 时,j/i=0 得到的数组 当ij时 Vij=(ij)*(ji)=0 当ij时 Vij=(ij)*(ji)=1这样得到的结果 V 是一个单位矩阵。,写成以下的形式，就能让读者直接了解程序编写者的意图。for(i1;i=n;i+)for(j1;j=n;j+)if(i=j)Vij 1.0;ELSE Vij 0.0;,4

15、.除非对效率有特殊的要求,程序编写要做到清晰第一，效率第二。程序效率的提高主要应通过选择高效的算法来实现。5.首先要保证程序正确,然后才要求提高速度。,6.避免使用临时变量而使可读性下降。例如，有的程序员为了追求效率，往往喜欢把表达式 AI1AI;写成 AIAI;XAI1AI;这样将一句分成两句写，会产生意想不到的问题。,7.让编译程序做简单的优化。8.尽可能使用库函数9.避免不必要的转移。同时如果能保持程序可读性，则不必用 GO TO语句。,10.尽量只采用三种基本的控制结构来编写程序。除顺序结构外，使用 if-then-else来实现选择结构；使用 do-until或do-while来实现

16、循环结构。,11.避免使用空的ELSE语句和IF THEN IF的语句。这种结构容 易使读者产生误解。例如，if(char=a)if(char=z)cout“This is a letter。”;else cout“This is not a letter。”;可能产生二义性问题。,12.避免采用过于复杂的条件测试。13.尽量减少使用“否定”条件的条件语句。例如，如果在程序中出现 if(!(char0|char 9)改成 if(char=0&char=9)不要让读者绕弯子想。,14.尽可能用通俗易懂的伪码来描述程序的流程15.数据结构要有利于程序的简化。16.要模块化17.利用信息隐蔽，确保每

17、一个模块的独立性。,18.从数据出发去构造程序。19.不要修补不好的程序，要重新编写。20.对太大的程序，要分块编写、测试，然后再集成。21.对递归定义的数据结构尽量使用递归过程。,输入和输出,输入和输出的方式和格式应当尽可能方便用户的使用。在软件需求分析阶段和设计阶段，就应基本确定输入和输出的风格。,在设计和编码时应考虑下列原则：1.对所有的输入数据都要进行检验，识别错误的输入，以保证每个数据的有效性；2.检查输入项的各种重要组合的合理性3.使得输入的步骤和操作尽可能简单，并保持简单的输入格式；,4.输入数据时，应允许使用自由格式输入；5.应允许缺省值；6.输入一批数据时，最好使用输入结束标

18、志，而不要由用户指定输入数据数目；7.在交互式输入输入时，要在屏幕上使用提示符明确提示交互输入的请求,8.应保持输入格式与输入语句的要求的一致性；9.给所有的输出加注解，并设计输出报表格式。输入输出风格还受到许多其它因素的影响。,程序效率,讨论效率的准则程序的效率是指程序的执行速度及程序所需占用的内存的存储空间。程序编码是最后提高运行速度和节省存储的机会，在此阶段要考虑程序的效率。,效率是一个性能要求，应当在需求分析阶段给出。软件效率以需求为准 好的设计可以提高效率。程序的效率与程序的简单性相关。,算法对效率的影响,源程序的效率与详细设计阶段确定的算法的效率直接有关。设计向程序转换过程中的指导

19、原则：,在编程序前，尽可能化简有关的算术表达式和逻辑表达式；仔细检查算法中的嵌套的循环 尽量避免使用多维数组；尽量避免使用指针和复杂的表；采用“快速”的算术运算；,不要混淆数据类型 尽量采用整数算术表达式和布尔表达式；选用等效的高效率算法；,影响存储器效率的因素,对内存采取基于操作系统的分页功能的虚拟存储管理。存储效率与操作系统的分页功能直接有关。,将程序功能合理分块，使每个模块或一组密切相关模块的程序体积大小与每页的容量相匹配，可减少页面调度，减少内外存交换，提高存储效率。,要选择可生成较短目标代码且存储压缩性能优良的编译程序，有时需采用汇编程序。提高存储器效率的关键是程序的简单性。,影响输入输出的因素,输入输出可分为两种类型：面向人(操作员)的输入输出 面向设备的输入输出,输入/输出的请求应当最小化；对于所有的输入/输出操作，安排适当的缓冲区，以减少频繁的信息交换。对辅助存储(例如磁盘)，选择尽可能简单的，可接受的存取方法；,对辅助存储的输入/输出，应当成块传送；对终端或打印机的输入/输出，应考虑设备特性，任何不易理解的，对改善输入/输出效果关系不大的措施是不可取的；任何不易理解的“超高效”的输入/输出是无价值的；,