全國計(jì)算機(jī)等級考試二級《公共基礎(chǔ)》輔導(dǎo)講義

1、全國計(jì)算機(jī)等級考試一一二級公共基礎(chǔ)知識輔導(dǎo)講義第一章數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法1.1算法1、算法是指解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述。換句話說，算法是對特定問題求解步驟的一種描 述。* :算法不等于程序，也不等于計(jì)算方法。程序的編制不可能優(yōu)于算法的設(shè)計(jì)。2、算法的基本特征（1）可行性。針對實(shí)際問題而設(shè)計(jì)的算法，執(zhí)行后能夠得到滿意的結(jié)果。（2）確定性。每一條指令的含義明確，無二義性。并且在任何條件下，算法只有唯一的一條 執(zhí)行路徑，即相同的輸入只能得出相同的輸出。（3） 有窮性。算法必須在有限的時間內(nèi)完成。有兩重含義，一是算法中的操作步驟為有限個, 二是每個步驟都能在有限時間內(nèi)完成。（4 ）擁有足夠的情報。算法中各

2、種運(yùn)算總是要施加到各個運(yùn)算對象上，而這些運(yùn)算對象又可 能具有某種初始狀態(tài)，這就是算法執(zhí)行的起點(diǎn)或依據(jù)。因此，一個算法執(zhí)行的結(jié)果總是與輸 入的初始數(shù)據(jù)有關(guān)，不同的輸入將會有不同的結(jié)果輸出。當(dāng)輸入不夠或輸入錯誤時，算法將 無法執(zhí)行或執(zhí)行有錯。一般說來，當(dāng)算法擁有足夠的情報時，此算法才是有效的；而當(dāng)提供 的情報不夠時，算法可能無效。* :綜上所述，所謂算法，是一組嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囟x運(yùn)算順序的規(guī)則，并且每一個規(guī)則都是有效的， 且是明確的，此順序?qū)⒃谟邢薜拇螖?shù)下終止。3、算法復(fù)雜度主要包括時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。（1 ）算法時間復(fù)雜度是指執(zhí)行算法所需要的計(jì)算工作量，可以用執(zhí)行算法的過程中所需基本_運(yùn)算的執(zhí)行次數(shù)

3、來度量。（2）算法空間復(fù)雜度是指執(zhí)行這個算法所需要的內(nèi)存空間。1.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)元素的集合。2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究和討論以下三個方面的問題：（1）數(shù)據(jù)集合中各數(shù)據(jù)元素之間所固有的邏輯關(guān)系，即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)包含：1）表示數(shù)據(jù)元素的信息； 2 ）表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系。（2）在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時，各數(shù)據(jù)元素在計(jì)算機(jī)中的存儲關(guān)系，即數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)。 數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)有順序、鏈接、索引等。1 ）順序存儲。它是把邏輯上相鄰的結(jié)點(diǎn)存儲在物理位置相鄰的存儲單元里，結(jié)點(diǎn)間的邏輯關(guān) 系由存儲單元的鄰接關(guān)系來體現(xiàn)。由此得到的存儲表示稱為順序存儲結(jié)構(gòu)。2 ）鏈

4、接存儲。它不要求邏輯上相鄰的結(jié)點(diǎn)在物理位置上亦相鄰，結(jié)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系是由附加 的指針字段表示的。由此得到的存儲表示稱為鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。3）索引存儲：除建立存儲結(jié)點(diǎn)信息外，還建立附加的索引表來標(biāo)識結(jié)點(diǎn)的地址。* :數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)反映數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系，數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)（也稱數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)） 是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)存儲空間中的存放形式。同一種邏輯結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)可以采用不同的 存儲結(jié)構(gòu)，但影響數(shù)據(jù)處理效率。（3 ）對各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)算。3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了用二元關(guān)系表示外，還可以直觀地用圖形表示。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示中， 對于數(shù)據(jù)集合 D中的每一個數(shù)據(jù)元素用中間標(biāo)有元素值的方框表

5、示，一般稱之為數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，并簡稱為結(jié)點(diǎn)；為了進(jìn)一步表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系，對于關(guān)系R中的每一個二元組，用一條有向線段從前件結(jié)點(diǎn)指向后件結(jié)點(diǎn)。4、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為兩大類型：線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)。（1 ）線性結(jié)構(gòu)（非空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）條件:1 ）有且只有一個根結(jié)點(diǎn)；2）每一個結(jié)點(diǎn)最多有一個前件，也最多有一個后件。* :常見的線性結(jié)構(gòu)有線性表、棧、隊(duì)列和線性鏈表等。（2）非線性結(jié)構(gòu):不滿足線性結(jié)構(gòu)條件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。* :常見的非線性結(jié)構(gòu)有樹、二叉樹和圖等。1.3線性表及其順序存儲結(jié)構(gòu)1、線性表由一組數(shù)據(jù)元素構(gòu)成，數(shù)據(jù)元素的位置只取決于自己的序號，元素之間的相對位置是線性的。線性表是由 n（n >

6、0）個數(shù)據(jù)元素組成的一個有限序列， 表中的每一個數(shù)據(jù)元素， 除 了第一個外，有且只有一個前件，除了最后一個外，有且只有一個后件。線性表中數(shù)據(jù)元素 的個數(shù)稱為線性表的長度。線性表可以為空表。* :線性表是一種存儲結(jié)構(gòu)，它的存儲方式：順序和鏈?zhǔn)健?、 線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)具有兩個基本特點(diǎn)：（1）線性表中所有元素所占的存儲空間是連 續(xù)的；（2）線性表中各數(shù)據(jù)元素在存儲空間中是按邏輯順序依次存放的。* :由此可以看出，在線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)中，其前后件兩個元素在存儲空間中是緊鄰的，且前件元素一定存儲在后件元素的前面，可以通過計(jì)算機(jī)直接確定第i個結(jié)點(diǎn)的存儲地址。3、順序表的插入、刪除運(yùn)算（1） 順序表的

7、插入運(yùn)算：在一般情況下，要在第i （1 < i w n）個元素之前插入一個新元素時， 首先要從最后一個（即第 n個）元素開始，直到第 i個元素之間共n-i+1個元素依次向后移 動一個位置，移動結(jié)束后，第i個位置就被空出，然后將新元素插入到第i項(xiàng)。插入結(jié)束后，線性表的長度就增加了 1。* :順性表的插入運(yùn)算時需要移動元素，在等概率情況下，平均需要移動n/2個元素。（2） 順序表的刪除運(yùn)算：在一般情況下，要刪除第i （1w i w n）個元素時，則要從第i+1個 元素開始，直到第 n個元素之間共n-i個元素依次向前移動一個位置。刪除結(jié)束后，線性表的長度就減小了 1。* :進(jìn)行順性表的刪除運(yùn)算

8、時也需要移動元素，在等概率情況下，平均需要移動（n-1 ） /2個元素。插入、刪除運(yùn)算不方便。1.4棧和隊(duì)列1、棧及其基本運(yùn)算棧是限定在一端進(jìn)行插入與刪除運(yùn)算的線性表。在棧中，允許插入與刪除的一端稱為棧頂，不允許插入與刪除的另一端稱為棧底。棧頂元素 總是最后被插入的元素，棧底元素總是最先被插入的元素。即棧是按照“先進(jìn)后出”或工_進(jìn)先出”的原則組織數(shù)據(jù)的。棧具有記憶作用。棧的基本運(yùn)算：1）插入元素稱為入棧運(yùn)算；2）刪除元素稱為退棧運(yùn)算；3 ）讀棧頂元素是將棧頂元素賦給一個指定的變量，此時指針無變化。棧的存儲方式和線性表類似，也有兩種，即順序棧和鏈?zhǔn)綏！?、隊(duì)列及其基本運(yùn)算隊(duì)列是指允許在一端（隊(duì)尾

9、）進(jìn)入插入，而在另一端（隊(duì)頭）進(jìn)行刪除的線性表。尾指針（Rear） 指向隊(duì)尾元素，頭指針（front ）指向排頭元素的前一個位置（隊(duì)頭）。隊(duì)列是“先進(jìn)先出”或“后進(jìn)后出”的線性表。隊(duì)列運(yùn)算包括：1）入隊(duì)運(yùn)算：從隊(duì)尾插入一個元素；2）退隊(duì)運(yùn)算：從隊(duì)頭刪除一個元素。循環(huán)隊(duì)列及其運(yùn)算：所謂循環(huán)隊(duì)列，就是將隊(duì)列存儲空間的最后一個位置繞到第一個位置， 形成邏輯上的環(huán)狀空間，供隊(duì)列循環(huán)使用。在循環(huán)隊(duì)列中，用隊(duì)尾指針rear指向隊(duì)列中的隊(duì)尾元素，用排頭指針 front指向排頭元素的前一個位置，因此，從頭指針front指向的后一個位置直到隊(duì)尾指針 rear指向的位置之間，所有的元素均為隊(duì)列中的元素。* :循環(huán)

10、隊(duì)列中元素的個數(shù) =rear-front 。1.5線性鏈表1、 線性表順序存儲的缺點(diǎn)：（1）插入或刪除的運(yùn)算效率很低。在順序存儲的線性表中，插 入或刪除數(shù)據(jù)元素時需要移動大量的數(shù)據(jù)元素；（2）線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)下，線性表的存 儲空間不便于擴(kuò)充；（3）線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)不便于對存儲空間的動態(tài)分配。2、線性鏈表：線性表的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)稱為線性鏈表，是一種物理存儲單元上非連續(xù)、非順序 的存儲結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接來實(shí)現(xiàn)的。因此，在鏈?zhǔn)酱鎯Ψ絛atanext數(shù)據(jù)域指針域（a）結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)anA式中，每個結(jié)點(diǎn)由兩部分組成：一部分用于存放數(shù)據(jù)元素的值，稱為數(shù)據(jù)域；另一部分用于 存放指

11、針，稱為指針域，用于指向該結(jié)點(diǎn)的前一個或后一個結(jié)點(diǎn)（即前件或后件），如下圖 所示：（b） 個非空的線性鏈表示意圖 線性鏈表分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表三種類型。在單鏈表中，每一個結(jié)點(diǎn)只有一個指針域，由這個指針只能找到其后件結(jié)點(diǎn)，而不能找到其 前件結(jié)點(diǎn)。因此，在某些應(yīng)用中，對于線性鏈表中的每個結(jié)點(diǎn)設(shè)置兩個指針，一個稱為左指 針，指向其前件結(jié)點(diǎn)；另一個稱為右指針，指向其后件結(jié)點(diǎn)，這種鏈表稱為雙向鏈表，如下 圖所示：左指針數(shù)據(jù)域右指針（a）結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)AaHEAD 亠an A（b） 一個非空的雙向鏈表示意圖3、線性鏈表的基本運(yùn)算（1 ）在線性鏈表中包含指定元素的結(jié)點(diǎn)之前插入一個新元素。* :在線性鏈表

12、中插入元素時，不需要移動數(shù)據(jù)元素，只需要修改相關(guān)結(jié)點(diǎn)指針即可，也不會 出現(xiàn)“上溢”現(xiàn)象。（2）在線性鏈表中刪除包含指定元素的結(jié)點(diǎn)。* :在線性鏈表中刪除元素時，也不需要移動數(shù)據(jù)元素，只需要修改相關(guān)結(jié)點(diǎn)指針即可。（3）將兩個線性鏈表按要求合并成一個線性鏈表。（4）將一個線性鏈表按要求進(jìn)行分解。（5 ）逆轉(zhuǎn)線性鏈表。（6 ）復(fù)制線性鏈表。（7）線性鏈表的排序。（8）線性鏈表的查找。* :線性鏈表不能隨機(jī)存取。4、循環(huán)鏈表及其基本運(yùn)算在線性鏈表中，其插入與刪除的運(yùn)算雖然比較方便，但還存在一個問題，在運(yùn)算過程中對于 空表和對第一個結(jié)點(diǎn)的處理必須單獨(dú)考慮，使空表與非空表的運(yùn)算不統(tǒng)一。為了克服線性鏈 表的

13、這個缺點(diǎn)，可以采用另一種鏈接方式，即循環(huán)鏈表。與前面所討論的線性鏈表相比，循環(huán)鏈表具有以下兩個特點(diǎn)：1）在鏈表中增加了一個表頭結(jié)點(diǎn)，其數(shù)據(jù)域?yàn)槿我饣蛘吒鶕?jù)需要來設(shè)置，指針域指向線性表的第一個元素的結(jié)點(diǎn)，而循環(huán)鏈表的頭指針指向表頭結(jié)點(diǎn)；2）循環(huán)鏈表中最后一個結(jié)點(diǎn)的指針域不是空，而是指向表頭結(jié)點(diǎn)。即在循環(huán)鏈表中，所有結(jié)點(diǎn)的指針構(gòu)成了一個環(huán)狀鏈。下圖a是一個非空的循環(huán)鏈表，圖 b是一個空的循環(huán)鏈表：1L m * * held非疑（b痊褲循環(huán)鏈表的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個方面：一是在循環(huán)鏈表中，只要指出表中任何一個結(jié)點(diǎn)的位 置，就可以從它出發(fā)訪問到表中其他所有的結(jié)點(diǎn)，而線性單鏈表做不到這一點(diǎn)；二是由于在 循

14、環(huán)鏈表中設(shè)置了一個表頭結(jié)點(diǎn)，在任何情況下，循環(huán)鏈表中至少有一個結(jié)點(diǎn)存在，從而使 空表與非空表的運(yùn)算統(tǒng)一。* :循環(huán)鏈表是在單鏈表的基礎(chǔ)上增加了一個表頭結(jié)點(diǎn)，其插入和刪除運(yùn)算與單鏈表相同。但 它可以從任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)來訪問表中其他所有結(jié)點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)空表與非空表的運(yùn)算的統(tǒng)一。1.6樹與二叉樹1、樹的基本概念 樹是一種簡單的非線性結(jié)構(gòu)。在樹這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，所有數(shù)據(jù)元素之間的關(guān)系具有明顯的層 次特性。在樹結(jié)構(gòu)中，每一個結(jié)點(diǎn)只有一個前件，稱為父結(jié)點(diǎn)。沒有前件的結(jié)點(diǎn)只有一個，稱為樹的 根結(jié)點(diǎn)，簡稱樹的根。每一個結(jié)點(diǎn)可以有多個后件，稱為該結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)。|沒有后件的結(jié)點(diǎn) 稱為葉子結(jié)點(diǎn)。在樹結(jié)構(gòu)中，一個結(jié)點(diǎn)所擁有的后

15、件的個數(shù)稱為該結(jié)點(diǎn)的度，所有結(jié)點(diǎn)中最大的度稱為樹的度。樹的最大層次稱為樹的深度2、二叉樹及其基本性質(zhì)（1）什么是二叉樹二叉樹是種很有用的非線性結(jié)構(gòu)，它具有以下兩個特點(diǎn)：1 ）非空二叉樹只有一個根結(jié)點(diǎn);2）每一個結(jié)點(diǎn)最多有兩棵子樹，且分別稱為該結(jié)點(diǎn)的左子樹與右子樹。* :根據(jù)二叉樹的概念可知，二叉樹的度可以為 棵子樹）。（2） 性質(zhì) 性質(zhì) 性質(zhì) 質(zhì)40 （葉結(jié)點(diǎn)）、1 （只有一棵子樹）或 2 （有2二叉樹的基本性質(zhì)1在二叉樹的第k層上，最多有 2k2深度為m的二叉樹最多有個 2m3在任意一棵二叉樹中，度數(shù)為0的結(jié)點(diǎn)（即葉子結(jié)點(diǎn)）總比度為 2的結(jié)點(diǎn)多一個。性具有n個結(jié)點(diǎn)的二叉樹，其深度至少為log

16、 2 n，其中 log 2表示取log2 n的1（k 1個結(jié)點(diǎn)。 個結(jié)點(diǎn)。整數(shù)部分。3、滿二叉樹與完全二叉樹 滿二叉樹：除最后一層外，每一層上的所有結(jié)點(diǎn)都有兩個子結(jié)點(diǎn)。 完全二叉樹：除最后一層外，每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)均達(dá)到最大值；在最后一層上只缺少右邊的 若干結(jié)點(diǎn)。*:根據(jù)完全二叉樹的定義可得出：度為1的結(jié)點(diǎn)的個數(shù)為 0或1。下圖a表示的是滿二叉樹，下圖 b表示的是完全二叉樹：（b）完全二叉樹（a）滿二叉樹完全二叉樹還具有如下兩個特性:性質(zhì)5具有n個結(jié)點(diǎn)的完全二叉樹深度為 log 2 n 1。性質(zhì)6設(shè)完全二叉樹共有n個結(jié)點(diǎn)，如果從根結(jié)點(diǎn)開始，按層序（每一層從左到右）用自然 數(shù)1，2，n給結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編

17、號，則對于編號為 k （k=1, 2，n）的結(jié)點(diǎn)有以下結(jié)論： 若k=1,則該結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn)，它沒有父結(jié)點(diǎn)；若k>1,則該結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)的編號為INT（k/2） 若2k< n,則編號為k的左子結(jié)點(diǎn)編號為 2k;否則該結(jié)點(diǎn)無左子結(jié)點(diǎn)（顯然也沒有右子結(jié) 點(diǎn)）。 若2k+1w n,則編號為k的右子結(jié)點(diǎn)編號為 2k+1 ;否則該結(jié)點(diǎn)無右子結(jié)點(diǎn)。4、二叉樹的存儲結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)中，二叉樹通常采用鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)。與線性鏈表類似，用于存儲二叉樹中各元素的存儲結(jié)點(diǎn)也由兩部分組成：數(shù)據(jù)域和指針域。 但在二叉樹中，由于每一個元素可以有兩個后件（即兩個子結(jié)點(diǎn)），因此，用于存儲二叉樹 的存儲結(jié)點(diǎn)的指針域有兩個：一個用

18、于指向該結(jié)點(diǎn)的左子結(jié)點(diǎn)的存儲地址，稱為左指針域； 另一個用于指向該結(jié)點(diǎn)的右子結(jié)點(diǎn)的存儲地址，稱為右指針域。* : 一般二叉樹通常采用鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，對于滿二叉樹與完全二叉樹來說，可以按層序進(jìn)行順 序存儲。5、二叉樹的遍歷二叉樹的遍歷是指不重復(fù)地訪問二叉樹中的所有結(jié)點(diǎn)。二叉樹的遍歷可以分為以下三種：（1）前序遍歷（DLR :若二叉樹為空，則結(jié)束返回。否則：首先訪問根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左 子樹，最后遍歷右子樹；并且，在遍歷左右子樹時，仍然先訪問根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹， 最后遍歷右子樹。（2）中序遍歷（LDR :若二叉樹為空，則結(jié)束返回。否則：首先遍歷左子樹，然后訪問根 結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹；并且，在遍歷

19、左、右子樹時，仍然先遍歷左子樹，然后訪問根結(jié)點(diǎn)， 最后遍歷右子樹。（3）后序遍歷（LRD）:若二叉樹為空，則結(jié)束返回。否則：首先遍歷左子樹，然后遍歷右 子樹，最后訪問根結(jié)點(diǎn)，并且，在遍歷左、右子樹時，仍然先遍歷左子樹，然后遍歷右子樹， 最后訪問根結(jié)點(diǎn)。1.7查找技術(shù) 查找：根據(jù)給定的某個值，在查找表中確定一個其關(guān)鍵字等于給定值的數(shù)據(jù)元素。 查找結(jié)果：（查找成功：找到；查找不成功：沒找到。） 平均查找長度：查找過程中關(guān)鍵字和給定值比較的平均次數(shù)。1、順序查找基本思想：從表中的第一個元素開始，將給定的值與表中逐個元素的關(guān)鍵字進(jìn)行比較，直到 兩者相符，查到所要找的元素為止。否則就是表中沒有要找的元素

20、，查找不成功。在平均情況下，利用順序查找法在線性表中查找一個元素，大約要與線性表中一半的元素進(jìn) 行比較，最壞情況下需要比較n次。順序查找一個具有 n個元素的線性表，其平均復(fù)雜度為0 （n）。下列兩種情況下只能采用順序查找：1）如果線性表是無序表（即表中的元素是無序的），則不管是順序存儲結(jié)構(gòu)還是鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié) 構(gòu)，都只能用順序查找。2）即使是有序線性表，如果采用鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)，也只能用順序查找。2、二分法查找思想：先確定待查找記錄所在的范圍，然后逐步縮小范圍，直到找到或確認(rèn)找不到該記錄為 止。前提：必須在具有順序存儲結(jié)構(gòu)的有序表中進(jìn)行。查找過程：1 ）若中間項(xiàng)（中間項(xiàng) mid=（n-1）/2 , mi

21、d的值四舍五入取整）的值等于 x，則說明已查到；2 ）若x小于中間項(xiàng)的值，則在線性表的前半部分查找；3）若x大于中間項(xiàng)的值，則在線性表的后半部分查找。特點(diǎn)：比順序查找方法效率高。最壞的情況下，需要比較Iog2n次。* :二分法查找只適用于順序存儲的線性表，且表中元素必須按關(guān)鍵字有序（升序）排列。對 于無序線性表和線性表的鏈?zhǔn)酱鎯Y(jié)構(gòu)只能用順序查找。在長度為線性表中進(jìn)行二 分法查找，其時間復(fù)雜度為 0 （Iog2n ）。1.8排序技術(shù) 排序是指將一個無序序列整理成按值非遞減順序排列的有序序列，即是將無序的記錄序列調(diào) 整為有序記錄序列的一種操作。1、交換類排序法（方法：冒泡排序，快速排序）。2、插

22、入類排序法（方法：簡單插入排序，希爾排序）。3、 選擇類排序法（方法：簡單選擇排序，堆排序）。 總結(jié)：各種排序法比較：釜別曇本思想時何夏雜度交換類冒泡排序相鄰無索比較不漓足條件時交換快速排序選擇基準(zhǔn)元索 > 通過站，戈旳成兩子序列QClJogjli）筒草価入排序得排序前芫素看戰(zhàn)盅一個有.序表和一于無序董1 將無序表中元索質(zhì)人劉有序表中希爾排序分割咸若干個子序列分5盛行直捲插入排序選擇類簡單選擇祥序掃描整?線性表從中選出最小的無采1將它交 換到表的杲前面堆排序選建堆氓后將推頂元索與堪中最后一亍元素交 換再調(diào)整為堆0（do 護(hù)）本章應(yīng)考點(diǎn)撥：本章內(nèi)容在筆試中會出現(xiàn)5-6個題目，是公共基礎(chǔ)知識

23、部分出題量比較多的一章，所占分值也比較大，約10分。第二章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1程序設(shè)計(jì)風(fēng)格程序設(shè)計(jì)的風(fēng)格主要強(qiáng)調(diào)：“清晰第一，效率第二”。主要應(yīng)注重和考慮下述一些因素：（1 ）源程序文檔化。1）符號名的命名。符號名能反映它所代表的實(shí)際東西，應(yīng)有一定的實(shí)際含義。2）程序的注釋。分為序言性注釋和功能性注釋。序言性注釋：位于程序開頭部分，包括程序標(biāo)題、程序功能說明、主要算法、接口說明、程 序位置、開發(fā)簡歷、程序設(shè)計(jì)者、復(fù)審者、復(fù)審日期及修改日期等。功能性注釋：嵌在源程序體之中，用于描述其后的語句或程序的主要功能。3）視覺組織。利用空格、空行、縮進(jìn)等技巧使程序?qū)哟吻逦?。?） 數(shù)據(jù)說明。1）數(shù)據(jù)說明的次

24、序規(guī)范化；2 ）說明語句中變量安排有序化；3）使用注釋來說明復(fù)雜數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。（3） 語句的結(jié)構(gòu)。1）在一行內(nèi)只寫一條語句； 2）程序編寫應(yīng)優(yōu)先考慮清晰性； 3）程序編 寫要做到清晰第一，效率第二； 4）在保證程序正確的基礎(chǔ)上再要求提高效率；5）避免使用臨時變量而使程序的可讀性下降；6）避免不必要的轉(zhuǎn)移；7）盡量使用庫函數(shù)；8 ）避免采用復(fù)雜的條件語句；9）盡量減少使用“否定”條件語句；10）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要有利于程序的簡化；11）要模塊化，使模塊功能盡可能單一化；12）利用信息隱蔽，確保每一個模塊的獨(dú)立性；13）從數(shù)據(jù)出發(fā)去構(gòu)造程序；14）不要修補(bǔ)不好的程序，要重新編寫。（4）輸入和輸出。1）對輸入

25、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的合法性；2）檢查輸入項(xiàng)的各種重要組合的合法性；3）輸入格式要簡單，使得輸入的步驟和操作盡可能簡單；4）輸入數(shù)據(jù)時，應(yīng)允許使用自由格式；5 ）應(yīng)允許缺省值；6）輸入一批數(shù)據(jù)時，最好使用輸入結(jié)束標(biāo)志；7）在以交互式輸入/輸出方式進(jìn)行輸入時，要在屏幕上使用提示符明確提示輸入的請求，同時在數(shù)據(jù)輸入過 程中和輸入結(jié)束時，應(yīng)在屏幕上給出狀態(tài)信息；8）當(dāng)程序設(shè)計(jì)語言對輸入格式有嚴(yán)格要求時， 應(yīng)保持輸入格式與輸入語句的一致性；給所有的輸出加注釋，并設(shè)計(jì)輸出報表格式。2.2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)（面向過程的程序設(shè)計(jì)方法）1、 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則可以概括為：自頂向下,逐步求精,模塊化,限制使用go

26、to 語句。（1 ）自頂向下。程序設(shè)計(jì)時，應(yīng)先考慮總體，后考慮細(xì)節(jié)；先考慮全局目標(biāo)，后考慮局部目 標(biāo)。不要一開始就過多追求眾多的細(xì)節(jié)，先從最上層總目標(biāo)開始設(shè)計(jì)，逐步使問題具體化。（2 ）逐步求精。對復(fù)雜問題，應(yīng)設(shè)計(jì)一些子目標(biāo)作過渡，逐步細(xì)化。（3）模塊化。一個復(fù)雜問題，肯定是由若干稍簡單的問題構(gòu)成。模塊化是把程序要解決的總目標(biāo)分解為分目標(biāo)，再進(jìn)一步分解為具體的小目標(biāo)，把每個小目標(biāo)稱為一個模塊。（4 ）限制使用goto語句。2、結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)，重復(fù)結(jié)構(gòu)。1 ）順序結(jié)構(gòu)。一種簡單的程序設(shè)計(jì)，即按照程序語句行的自然順序，一條語句一條語句地執(zhí) 行程序，它是最基本、最常用的結(jié)構(gòu)

27、。2 ）選擇結(jié)構(gòu)。又稱分支結(jié)構(gòu)，包括簡單選擇和多分支選擇結(jié)構(gòu)，可根據(jù)條件，判斷應(yīng)該選擇 哪一條分支來執(zhí)行相應(yīng)的語句序列。3 ）重復(fù)結(jié)構(gòu)。又稱循環(huán)結(jié)構(gòu)根據(jù)給定的條件，判斷是否需要重復(fù)執(zhí)行某一相同的或類似 的程序段。僅僅使用順序、選擇和循環(huán)三種基本控制結(jié)構(gòu)就足以表達(dá)各種其他形式結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)任何 單入口/單出口的程序。2.3面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)客觀世界中任何一個事物都可以被看成是一個對象，面向?qū)绻逃械氖挛锍霭l(fā)來構(gòu)造系統(tǒng)，提倡人們在現(xiàn)實(shí)生活中常用的思維來認(rèn)識、理解和描述客觀 事物強(qiáng)調(diào)最終建立的系統(tǒng)能夠映射問題域。也就是說，系統(tǒng)中的對象及對象之間的關(guān)系能 夠如實(shí)地反映問題域中固有的事物及其關(guān)系。面向?qū)?/p>

28、象方法的主要優(yōu)點(diǎn)：（1）與人類習(xí)慣的思維方法一致；（2）穩(wěn)定性好;（3）可重用性好；（4）易于開發(fā)大型軟件產(chǎn)品；（5）可維護(hù)性好。* :面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)主要考慮的是提高軟件的可重用性。對象是面向?qū)ο蠓椒ㄖ凶罨镜母拍?，可以用來表示客觀世界中的任何實(shí)體，對象是實(shí)體的 抽象。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法中的對象是系統(tǒng)中用來描述客觀事物的一個實(shí)體，是構(gòu)成系 統(tǒng)的一個基本單位，由一組表示其靜態(tài)特征的屬性和它可執(zhí)行的一組操作組成。對象是屬性和方法的封裝體。屬性即對象所包含的信息，它在設(shè)計(jì)對象時確定，一般只能通過執(zhí)行對象的操作來改變。操作苗述了對象執(zhí)行的功能，操作也稱為方法或服務(wù)。操作是對象的動態(tài)屬性。* :

29、 一個對象由對象名、屬性和操作三部分組成。對象的基本特點(diǎn)：標(biāo)識惟一性，分類性，多態(tài)性，封裝性，模塊獨(dú)立性好。（1）標(biāo)識惟一性。指對象是可區(qū)分的，并且由對象的內(nèi)在本質(zhì)來區(qū)分，而不是通過描述來區(qū) 分。（2）分類性。指可以將具有相同屬性的操作的對象抽象成類。（3）多態(tài)性。指同一個操作可以是不同對象的行為。（4）封裝性。從外面看只能看到對象的外部特性，即只需知道數(shù)據(jù)的取值范圍和可以對該數(shù) 據(jù)施加的操作，根本無需知道數(shù)據(jù)的具體結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)操作的算法。對象的內(nèi)部，即處理能 力的實(shí)行和內(nèi)部狀態(tài)，對外是不可見的。從外面不能直接使用對象的處理能力，也不能直接 修改其內(nèi)部狀態(tài)，對象的內(nèi)部狀態(tài)只能由其自身改變。*

30、:信息隱蔽是通過對象的封裝性來實(shí)現(xiàn)的。（5）模塊獨(dú)立性好。對象是面向?qū)ο蟮能浖幕灸K，它是由數(shù)據(jù)及可以對這些數(shù)據(jù)施加 的操作所組成的統(tǒng)一體，而且對象是以數(shù)據(jù)為中心的，操作圍繞對其數(shù)據(jù)所需做的處理來設(shè) 置，沒有無關(guān)的操作。從模塊的獨(dú)立性考慮，對象內(nèi)部各種元素彼此結(jié)合得很緊密，內(nèi)聚性 強(qiáng)。類是指具有共同屬性、共同方法的對象的集合。所以類是對象的抽象，對象是對應(yīng)類的一個 實(shí)例。消息是一個實(shí)例與另一個實(shí)例之間傳遞的信息。消息的組成包括：（1）接收消息的對象的名稱；（2）消息標(biāo)識符，也稱消息名；（3）零個或多個參數(shù)。* :在面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，一個對象請求另一個對象為其服務(wù)的方式是通過發(fā)送消息。繼承是指

31、能夠直接獲得已有的性質(zhì)和特征，而不必重復(fù)定義他們。繼承分單繼承和多重繼承。單繼承指一個類只允許有一個父類，多重繼承指一個類允許有多個父類。* :類的繼承性是類之間共享屬性和操作的機(jī)制，它提高了軟件的可重用性。 多態(tài)性是指同樣的消息被不同的對象接受時可導(dǎo)致完全不同的行動的現(xiàn)象。本章應(yīng)考點(diǎn)撥：本章在考試中會出現(xiàn)約1個題目，所占分值大約占 2分，是出題量較小的一章。本章內(nèi)容比較少，也很簡單，掌握住基本的概念就可以輕松應(yīng)對考試了，所以在這部分 丟分，比較可惜。第三章軟件工程基礎(chǔ)3.1軟件工程基本概念1、軟件的相關(guān)概念計(jì)算機(jī)軟件是包括程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的完整集合。軟件的特點(diǎn)包括：1）軟件是一種邏輯實(shí)體

32、，而不是物理實(shí)體，具有抽象性；2）軟件的生產(chǎn)與硬件不同，它沒有明顯的制作過程；3）軟件在運(yùn)行、使用期間不存在磨損、老化問題；4）軟件的開發(fā)、運(yùn)行對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性，受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制，這導(dǎo)致了軟件移植的問題；5）軟件復(fù)雜性高，成本昂貴；6）軟件開發(fā)涉及諸多的社會因素。2、軟件危機(jī)與軟件工程軟件工程源自軟件危機(jī)謂軟件危機(jī)是泛指在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一系列嚴(yán)重問題。具體的說，在軟件開發(fā)和維護(hù)過程中，軟件危機(jī)主要表現(xiàn)在：1）軟件需求的增長得不到滿足。用戶對系統(tǒng)不滿意的情況經(jīng)常發(fā)生。2 ）軟件開發(fā)成本和進(jìn)度無法控制。開發(fā)成本超岀預(yù)算，開發(fā)周期大大超過規(guī)定日期的情況經(jīng)常發(fā)生。3）軟件

33、質(zhì)量難以保證。4）軟件不可維護(hù)或維護(hù)程度非常低。5）軟件的成本不斷提高。6）軟件開發(fā)生產(chǎn)率的提高跟不上硬件的發(fā)展和應(yīng)用需求的增長。總之，可以將軟件危機(jī)可以歸結(jié)為成本、質(zhì)量、生產(chǎn)率等問題。軟件工程是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件的定義、開發(fā)和維護(hù)的一整套方法、工具、文檔、實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和 工序。軟件工程的目的就是要建造一個優(yōu)良的軟件系統(tǒng)，它所包含的內(nèi)容概括為以下兩點(diǎn)：1）軟件開發(fā)技術(shù)，主要有軟件開發(fā)方法學(xué)、軟件工具、軟件工程環(huán)境。2）軟件工程管理，主要有軟件管理、軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)。軟件工程的主要思想是將工程化原則運(yùn)用到軟件開發(fā)過程，它包括3個要素：方法、工具和過程。方法是完成軟件工程項(xiàng)目的技術(shù)手段；工具是支持軟件的開

34、發(fā)、管理、文檔生成；過 程支持軟件開發(fā)的各個環(huán)節(jié)的控制、管理。軟件工程過程是把輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動。3、軟件生命周期軟件生命周期：|軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用退役的過程。 軟件生命周期分為軟件定義、軟件開發(fā)及軟件運(yùn)行維護(hù)三個階段：1 ）軟件定義階段：包括制定計(jì)劃和需求分析。制定計(jì)劃：確定總目標(biāo)；可行性研究；探討解決方案；制定開發(fā)計(jì)劃。 需求分析：對待開發(fā)軟件提出的需求進(jìn)行分析并給出詳細(xì)的定義。2 ）軟件開發(fā)階段：軟件設(shè)計(jì)：分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個部分。 軟件實(shí)現(xiàn)：把軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的程序代碼。 軟件測試：在設(shè)計(jì)測試用例的基礎(chǔ)上檢驗(yàn)軟件的各個組成部

35、分。3）軟件運(yùn)行維護(hù)階段：軟件投入運(yùn)行，并在使用中不斷地維護(hù)，進(jìn)行必要的擴(kuò)充和刪改。 * :軟件生命周期中所花費(fèi)最多的階段是軟件運(yùn)行維護(hù)階段。4、軟件工程的目標(biāo)和與原則（1）軟件工程目標(biāo)：在給定成本、進(jìn)度的前提下，開發(fā)出具有有效性、可靠性、可理解性、 可維護(hù)性、可重用性、可適應(yīng)性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿足用戶需求的產(chǎn)品。（2）軟件工程需要達(dá)到的基本目標(biāo)應(yīng)是：付出較低的開發(fā)成本；達(dá)到要求的軟件功能；取得 較好的軟件性能；開發(fā)的軟件易于移植；需要較低的維護(hù)費(fèi)用；能按時完成開發(fā)，及時交付 使用。（3）軟件工程原則：抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完備性和可驗(yàn)證 性。1）

36、|抽象:抽象是事物最基本的特性和行為，忽略非本質(zhì)細(xì)節(jié)，采用分層次抽象，自頂向下, 逐層細(xì)化的辦法控制軟件開發(fā)過程的復(fù)雜性。2 ）信息隱蔽:|采用封裝技術(shù)，將程序模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱蔽起來，使模塊接口盡量簡單。3）模塊化:模塊是程序中相對獨(dú)立的成分，一個獨(dú)立的編程單位，應(yīng)有良好的接口定義。模 塊的大小要適中，模塊過大會使模塊內(nèi)部的復(fù)雜性增加，不利于模塊的理解和修改，也不利 于模塊的調(diào)試和重用；模塊太小會導(dǎo)致整個系統(tǒng)表示過于復(fù)雜，不利于控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。4）5）6）7）8）5、局部化確定性完備性保證模塊間具有松散的耦合關(guān)系，模塊內(nèi)部有較強(qiáng)的內(nèi)聚性。 軟件開發(fā)過程中所有概念的表達(dá)應(yīng)是確定、無歧義且規(guī)范的

37、。程序內(nèi)外部接口應(yīng)保持一致，系統(tǒng)規(guī)格說明與系統(tǒng)行為應(yīng)保持一致。 軟件系統(tǒng)不丟失任何重要成分，完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的功能。可驗(yàn)證性:應(yīng)遵循容易檢查、測評、評審的原則，以確保系統(tǒng)的正確性。 軟件開發(fā)工具與軟件開發(fā)環(huán)境（1）軟件開發(fā)工具軟件開發(fā)工具的完善和發(fā)展將促使軟件開發(fā)方法的進(jìn)步和完善，促進(jìn)軟件開發(fā)的高速度和高 質(zhì)量。軟件開發(fā)工具的發(fā)展是從單項(xiàng)工具的開發(fā)逐步向集成工具發(fā)展的，軟件開發(fā)工具為軟 件工程方法提供了自動的或半自動的軟件支撐環(huán)境。同時，軟件開發(fā)方法的有效應(yīng)用也必須 得到相應(yīng)工具的支持，否則方法將難以有效的實(shí)施。（2）軟件開發(fā)環(huán)境軟件開發(fā)環(huán)境（或稱軟件工程環(huán)境）是全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工

38、具集合。計(jì)算機(jī)輔助軟件工程（ CASE Computer Aided Software Engineering）將各種軟件工具、開發(fā)機(jī)器和一個存放開發(fā)過程信息的中心數(shù)據(jù)庫組合起來，形成軟件工程環(huán)境。它將極大降低 軟件開發(fā)的技術(shù)難度并保證軟件開發(fā)的質(zhì)量。3.2結(jié)構(gòu)化分析方法 結(jié)構(gòu)化方法的核心和基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理論。1、需求分析需求分析方法有：1 ）結(jié)構(gòu)化需求分析方法；2）面向?qū)ο蟮姆治龇椒ā? :需求分析的任務(wù)就是導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型，解決“做什么”的問題。* :需求分析一般分為需求獲取、需求分析、編寫需求規(guī)格說明書和需求評審四個步驟進(jìn)行。2、結(jié)構(gòu)化分析方法結(jié)構(gòu)化分析方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理

39、論在軟件需求分析階段的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)化分析方法的實(shí)質(zhì)：著眼于數(shù)據(jù)流，自頂向下，逐層分解，建立系統(tǒng)的處理流程，以數(shù) 據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典為主要工具，建立系統(tǒng)的邏輯模型。結(jié)構(gòu)化分析的常用工具：1）數(shù)據(jù)流圖（DFD; 2）數(shù)據(jù)字典（DD ； 3）判定樹;4）判定表。 數(shù)據(jù)流圖以圖形的方式描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動和處理的過程，它反映了系統(tǒng)必須完成的邏輯 功能，是結(jié)構(gòu)化分析方法中用于表示系統(tǒng)邏輯模型的一種工具。加工數(shù)據(jù)流存儲文件源、潭上圖是數(shù)據(jù)流圖的基本圖形元素： 加工（轉(zhuǎn)換）：輸入數(shù)據(jù)經(jīng)加工變換產(chǎn)生輸出。數(shù)據(jù)流：|沿箭頭方向傳送數(shù)據(jù)的通道，一般在旁邊標(biāo)注數(shù)據(jù)流名。 存儲文件（數(shù)據(jù)源）:表示處理過程中存放各種數(shù)據(jù)的

40、文件。源，潭：表示系統(tǒng)和環(huán)境的接口，屬系統(tǒng)之外的實(shí)體。畫數(shù)據(jù)流圖的基本步驟：自外向內(nèi)，自頂向下，逐層細(xì)化，完善求精。 下圖是一個數(shù)據(jù)流圖的示例：數(shù)據(jù)字典：|對所有與系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)元素的一個有組織的列表，以及精確的、嚴(yán)格的定義， 使得用戶和系統(tǒng)分析員對于輸入、輸出、存儲成分和中間計(jì)算結(jié)果有共同的理解。* :數(shù)據(jù)字典的作用是對數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的被命名的圖形元素的確切解釋。* :數(shù)據(jù)字典是結(jié)構(gòu)化分析方法的核心。3、軟件需求規(guī)格說明書（SRS軟件需求規(guī)格說麗是需求分析階段的最后成果，通過建立完整的信息描述、詳細(xì)的功能和 行為描述、性能需求和設(shè)計(jì)約束的說明、合適的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，給出對目標(biāo)軟件的各種需求。3.3

41、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法1、軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)* :需求分析主要解決“做什么”的問題，而軟件設(shè)計(jì)主要解決“怎么做”的問題。從技術(shù)觀點(diǎn)來看，軟件設(shè)計(jì)包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、過程設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì) 接口設(shè)計(jì) 過程設(shè)計(jì)定義軟件系統(tǒng)各主要部件之間的關(guān)系。將分析時創(chuàng)建的模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義。描述軟件內(nèi)部、軟件和協(xié)作系統(tǒng)之間以及軟件與人之間如何通信。 把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換成軟件的過程性描述。從工程角度來看，軟件設(shè)計(jì)分兩步完成，即概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。概要設(shè)計(jì)：又稱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將軟件需求轉(zhuǎn)化為軟件體系結(jié)構(gòu)，確定系統(tǒng)級接口、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)或數(shù)據(jù)庫模式。詳細(xì)設(shè)計(jì)：確定每個模塊的實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用適當(dāng)

42、方法表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì) 節(jié)。軟件設(shè)計(jì)的基本原理包括：抽象、模塊化、信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。1）抽象。抽象是一種思維工具，就是把事物本質(zhì)的共同特性提取出來而不考慮其他細(xì)節(jié)。2）模塊化。解決一個復(fù)雜問題時自頂向下逐步把軟件系統(tǒng)劃分成一個個較小的、相對獨(dú)立但 又不相互關(guān)聯(lián)的模塊的過程。3 ）信息隱蔽。每個模塊的實(shí)施細(xì)節(jié)對于其他模塊來說是隱蔽的。4）模塊獨(dú)立性。軟件系統(tǒng)中每個模塊只涉及軟件要求的具體的子功能，而和軟件系統(tǒng)中其他 的模塊的接口是簡單的。* :模塊分解的主要指導(dǎo)思想是信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。 模塊的耦合性和內(nèi)聚性是衡量軟件的模塊獨(dú)立性的兩個定性指標(biāo)。 族性帀一個模塊內(nèi)部各個元素間彼此結(jié)合的

43、緊密程度的度量。內(nèi)聚性由弱到強(qiáng)排列，內(nèi)聚可以分為以下幾種：偶然內(nèi)聚、邏輯內(nèi)聚、時間內(nèi)聚、過程 內(nèi)聚、通信內(nèi)聚、順序內(nèi)聚及功能內(nèi)聚。耦合性:是模塊間互相連接的緊密程度的度量。耦合性由高到低排列，耦合可以分為以下幾種：內(nèi)容耦合、公共耦合、外部耦合、控制 耦合、標(biāo)記耦合、數(shù)據(jù)耦合以及非直接耦合。一個設(shè)計(jì)良好的軟件系統(tǒng)應(yīng)具有高內(nèi)聚、低耦合的特征。在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中，模塊劃分的原則是：模塊內(nèi)具有高內(nèi)聚度，模塊間具有低耦合度。2、總體設(shè)計(jì)（概要設(shè)計(jì)）和詳細(xì)設(shè)計(jì)（1 ）總體設(shè)計(jì)（概要設(shè)計(jì)）軟件概要設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是：1）設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)； 3）編寫概要設(shè)計(jì)文檔；4）概要設(shè)計(jì)文檔評審。

44、常用的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具是結(jié)構(gòu)圖，也稱程序結(jié)構(gòu)圖。程序結(jié)構(gòu)圖的基本圖符： 模塊用一個矩形表示，箭頭表示模塊間的調(diào)用關(guān)系。在結(jié)構(gòu)圖中還可以用帶注釋的箭頭表示 模塊調(diào)用過程中來回傳遞的信息。還可用帶實(shí)心圓的箭頭表示傳遞的是控制信息，空心圓箭 心表示傳遞的是數(shù)據(jù)信息。一般模塊數(shù)據(jù)信息控制信息經(jīng)常使用的結(jié)構(gòu)圖有四種模塊類型：傳入模塊、傳出模塊、變換模塊和協(xié)調(diào)模塊。其表示形式如下圖:它們的含義分別是:傳入模塊 傳出模塊 變換模塊 協(xié)調(diào)模塊7Xr'Cl kJ自由盲國 !/ ”從下屬模塊取得數(shù)據(jù)，經(jīng)處理再將其傳送給上級模塊。從上級模塊取得數(shù)據(jù)，經(jīng)處理再將其傳送給下屬模塊。從上級模塊取得數(shù)據(jù)，進(jìn)行特定的

45、處理，轉(zhuǎn)換成其他形式，再傳送給上級模塊。 對所有下屬模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理的模塊。程序結(jié)構(gòu)圖的例圖及有關(guān)術(shù)語列舉如下:深度：表示控制的層數(shù)。上級模塊、從屬模塊：上、下兩層模塊a和b,且有a調(diào)用b，則a是上級模塊，b是從屬模 塊。寬度:扇入:扇出:整體控制跨度（最大模塊數(shù)的層）的表示。 調(diào)用一個給定模塊的模塊個數(shù)。一個模塊直接調(diào)用的其他模塊數(shù)。原子模塊：樹中位于葉子結(jié)點(diǎn)的模塊。面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法定義了一些不同的映射方法，利用這些方法可以把數(shù)據(jù)流圖變換成結(jié) 構(gòu)圖表示軟件的結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)流的類型：大體可以分為兩種類型，變換型和事務(wù) A、變換型：變換型數(shù)據(jù)處理問題的工作過程大致分為三步，即取得數(shù)據(jù)、變換數(shù)據(jù)

46、和輸出數(shù) 據(jù)。變換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖由輸入、中心變換、輸出三部分組成。B、事務(wù)型：事務(wù)型數(shù)據(jù)處理問題的工作機(jī)理是接受一項(xiàng)事務(wù)，根據(jù)事務(wù)處理的特點(diǎn)和性質(zhì)， 選擇分派一個適當(dāng)?shù)奶幚韱卧缓蠼o出結(jié)果。（2 ）詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每一個模塊確定實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用某種選定的表達(dá) 工具表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。* :詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不同于編碼或編程。常用的過程設(shè)計(jì)（即詳細(xì)設(shè)計(jì)）工具有以下幾種：圖形工具：程序流程圖、N-S （方盒圖）、PAD（問題分析圖）和 HIPO （層次圖+輸入/處理/輸出圖）。表格工具：判定表。語言工具：PDL（偽碼）3.4軟件測試1、軟

47、件測試定義：使用人工或自動手段來運(yùn)行或測定某個系統(tǒng)的過程，其目的在于檢驗(yàn)它是 否滿足規(guī)定的需求或是弄清預(yù)期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差別。* :軟件測試的目的：盡可能地多發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤，仝£也不可能證明程序沒有錯誤。軟件 測試的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)測試用例，一個好的測試用例能找到迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯誤。2、軟件測試方法：靜態(tài)測試和動態(tài)測試。靜態(tài)測試:|包括代碼檢查、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、代碼質(zhì)量度量。不實(shí)際運(yùn)行軟件，主要通過人工 進(jìn)行。動態(tài)測試：是基于計(jì)算機(jī)的測試，主要包括白盒測試方法和黑盒測試方法。（1 ）白盒測試白盒測試方法也稱為結(jié)構(gòu)測試或邏輯驅(qū)動測試。它是根據(jù)軟件產(chǎn)品的內(nèi)部工作過程，檢查內(nèi) 部成分，

48、以確認(rèn)每種內(nèi)部操作符合設(shè)計(jì)規(guī)格要求。白盒測試的基本原則：保證所測模塊中每一獨(dú)立路徑至少執(zhí)行一次；保證所測模塊所有判斷 的每一分支至少執(zhí)行一次；保證所測模塊每一循環(huán)都在邊界條件和一般條件下至少各執(zhí)行一 次；驗(yàn)證所有內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性。*:白盒測試法的測試用例是根據(jù)程序的內(nèi)部邏輯來設(shè)計(jì)的，主要用軟件的單元測試，主要方 法有邏輯覆蓋、基本路徑測試等。A、邏輯覆蓋。邏輯覆蓋泛指一系列以程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的測試用例設(shè)計(jì)技術(shù)。通常 程序中的邏輯表示有判斷、分支、條件等幾種表示方法。語句覆蓋：選擇足夠的測試用例，使得程序中每一個語句至少都能被執(zhí)行一次。 路徑覆蓋：執(zhí)行足夠的測試用例，使程序中所有的可

49、能的路徑都至少經(jīng)歷一次。判定覆蓋：使設(shè)計(jì)的測試用例保證程序中每個判斷的每個取值分支（T或F）至少經(jīng)歷一次。條件覆蓋：設(shè)計(jì)的測試用例保證程序中每個判斷的每個條件的可能取值至少執(zhí)行一次。判斷-條件覆蓋：設(shè)計(jì)足夠的測試用例，使判斷中每個條件的所有可能取值至少執(zhí)行一次，同 時每個判斷的所有可能取值分支至少執(zhí)行一次。* :邏輯覆蓋的強(qiáng)度依次是：語句覆蓋路徑覆蓋 判定覆蓋 條件覆蓋 判斷-條件覆蓋。B、基本路徑測試。其思想和步驟是，根據(jù)軟件過程性描述中的控制流程確定程序的環(huán)路復(fù)雜 性度量，用此度量定義基本路徑集合，并由此導(dǎo)出一組測試用例，對每一條獨(dú)立執(zhí)行路徑進(jìn) 行測試。（2 ）黑盒測試黑盒測試方法也稱為功

50、能測試或數(shù)據(jù)驅(qū)動測試。黑盒測試是對軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能是否滿足需求進(jìn)行測試和驗(yàn)證。黑盒測試主要診斷功能不對或遺漏、接口錯誤、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯誤、性能錯誤、 初始化和終止條件錯誤。黑盒測試不關(guān)心程序內(nèi)部的邏輯，只是根據(jù)程序的功能說明來設(shè)計(jì)測試用例，主要方法有等_價類劃分法、邊界值分析法、錯誤推測法等，主要用軟件的確認(rèn)測試 A、等價類劃分法。這是一種典型的黑盒測試方法，它是將程序的所有可能的輸入數(shù)據(jù)劃分成 若干部分（及若干等價類），然后從每個等價類中選取數(shù)據(jù)作為測試用例。B、邊界值分析法。它是對各種輸入、輸出范圍的邊界情況設(shè)計(jì)測試用例的方法。C、錯誤推測法。|人們可以靠經(jīng)驗(yàn)和直覺推測程序中

51、可能存在的各種錯誤，從而有針對性地編 寫檢查這些錯誤的用例。3、軟件測試過程一般按 4個步驟進(jìn)行：單元測試、集成測試、確認(rèn)測試和系統(tǒng)測（1 ）單元測試單元測試是對軟件設(shè)計(jì)的最小單位模塊（程序單元）進(jìn)行正確性檢測的測試，目的是發(fā) 現(xiàn)各模塊內(nèi)部可能存在的各種錯誤。單元測試根據(jù)程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)測試用例，其依據(jù)是詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書和源程序。單元測 試的技術(shù)可以采用靜態(tài)分析和動態(tài)測試。對動態(tài)測試通常以白盒測試為主，輔之以黑盒測試。單元測試的內(nèi)容包括：模塊接口測試、局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測試、錯誤處理測試和邊界測試* :在進(jìn)行單元測試時，要用一些輔助模塊去模擬與被測模塊相聯(lián)系的其他模塊，即為被測模 塊設(shè)計(jì)和搭建驅(qū)動

52、模塊和樁模塊。其中，驅(qū)動模塊相當(dāng)于被測模塊的主程序，它接收測試數(shù) 據(jù)，并傳給被測模塊，輸出實(shí)際測試結(jié)果；而樁模塊是模擬其他被調(diào)用模塊，不必將子模塊 的所有功能帶入。（2 ）集成測試集成測試是測試和組裝軟件的過程，它是把模塊在按照設(shè)計(jì)要求組裝起來的同時進(jìn)行測試，主要目的是發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的錯誤。集成測試的依據(jù)是概要設(shè)計(jì)說明書。集成測試所涉及的內(nèi)容包括：軟件單元的接口測試、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測試、邊界條件和非法輸 入的測試等。集成測試通常采用兩種方式：非增量方式組裝與增量方式組裝。非增量方式組裝：I也稱為一次性組裝方式。首先對每個模塊分別進(jìn)行模塊測試，然后再把所 有模塊組裝在一起進(jìn)行測試，最終得到要求的軟

53、件系統(tǒng)。增量方式組裝：I又稱漸增式集成方式。首先對一個個模塊進(jìn)行模塊測試，然后將這些模塊逐 步組裝成較大的系統(tǒng)，在組裝的過程中邊連接邊測試，以發(fā)現(xiàn)連接過程中產(chǎn)生的問題。最后 通過增殖逐步組裝成要求的軟件系統(tǒng)。增量方式組裝又包括自頂向下、自底向上、自頂向下 與自底向上相結(jié)合等三種方式。(3 )確認(rèn)測試確認(rèn)測試的任務(wù)是驗(yàn)證軟件的有效性，即驗(yàn)證軟件的功能和性能及其他特性是否與用戶的要 求一致。確認(rèn)測試的主要依據(jù)是軟件需求規(guī)格說明書。 確認(rèn)測試主要運(yùn)用黑盒測試法。(4 )系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試的目的在于通過與系統(tǒng)的需求定義進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)軟件與系統(tǒng)定義不符合或與之矛 盾的地方。系統(tǒng)測試的測試用例應(yīng)根據(jù)需求分析

54、規(guī)格說明來設(shè)計(jì)，并在實(shí)際使用環(huán)境下來運(yùn)行。系統(tǒng)測試的具體實(shí)施一般包括：功能測試、性能測試、操作測試、配置測試、外部接口 安全性測試等。3.5程序的調(diào)試程序調(diào)試的任務(wù)是診斷和改正程序中的錯誤，主要在開發(fā)階段進(jìn)行，調(diào)試程序應(yīng)該由編制源 程序的程序員來完成。程序調(diào)試的基本步驟：(1)錯誤定位;(2)糾正錯誤;(3)回歸測試。* :軟件的調(diào)試后要進(jìn)行回歸測試，防止引進(jìn)新的錯誤。軟件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試主要是指通過人的思維來分析源程序代碼和 排錯，是主要的調(diào)試手段，而動態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試。對軟件主要的調(diào)試方法可以采用：(1) 強(qiáng)行排錯法。主要方法有：通過內(nèi)存全部打印來排錯；在程序特定

55、部位設(shè)置打印語句;自動調(diào)試工具。(2) 回遡法。發(fā)現(xiàn)了錯誤，分析錯誤征兆，確定發(fā)現(xiàn)“癥狀”的位置。一般用于小程序。(3) 原因排除法。是通過演繹、歸納和二分法來實(shí)現(xiàn)的。1) 演繹法。根據(jù)已有的測試用例，設(shè)想及枚舉出所有可能出錯的原因作為假設(shè)；然后再用原 始測試數(shù)據(jù)或新的測試，從中逐個排除不可能正確的假設(shè)；最后，再用測試數(shù)據(jù)驗(yàn)證余下的 假設(shè)確定出錯的原因。2) 歸納法。從錯誤征兆著手，通過分析它們之間的關(guān)系來找出錯誤。大致分四步：收集有關(guān) 的數(shù)據(jù)；組織數(shù)據(jù)；提出假設(shè)；證明假設(shè)。3) 二分法。在程序的關(guān)鍵點(diǎn)給變量賦正確值，然后運(yùn)行程序并檢查程序的輸出。如果輸出結(jié) 果正確，則錯誤原因在程序的前半部分；反之，錯誤原因在程序的后半部分。本章應(yīng)考點(diǎn)撥：本章在筆試中一般占 8分左右，約3道選擇題，1道填空題，是公共基礎(chǔ)部分 比較重要的一章。從出題的深度來看，本章主要考察對基本概念的識記，有少量對基本原理 的理解，沒有實(shí)際運(yùn)用，因此考生在復(fù)習(xí)本章時，重點(diǎn)應(yīng)放在基本概念的記憶和基本原理的 理解上。第四章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念1、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（1）數(shù)據(jù)：實(shí)際上就是描述事物的符號記錄。數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：有一定的結(jié)構(gòu)，有型與值之分。數(shù)據(jù)的型給出了數(shù)據(jù)表示的類型，如整型、實(shí) 型