(整理)智能科學(xué)技術(shù)導(dǎo)論-周昌樂-第04講 程序編制

1、精品文檔精品文檔精品文檔第04講程序編制導(dǎo)語構(gòu)建了解決問題的算法，要讓機(jī)器系統(tǒng)能夠順利運(yùn)行該算法，必須采用機(jī)器能夠直接處理的某種語言來編制給出算法的程序。當(dāng)然，一個(gè)最為直接的編程語言就是由機(jī)器指令構(gòu)成的機(jī)器語言。不過，機(jī)器指令過于繁瑣且缺乏直觀性，不利于描述復(fù)雜的算法。因此為了方便編程，人們構(gòu)建了各種高級(jí)編程語言，同時(shí)對(duì)應(yīng)構(gòu)造相應(yīng)的編譯或解釋軟件，將高級(jí)編程語言描述的程序自動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)器指令的形式。這樣，對(duì)于程序編制的一般人員而言，就可以使用高級(jí)語言來編制程序了。第4.1節(jié)編程語言可以用于程序編制的語言種類繁多，如果包括機(jī)器語言在內(nèi)，通常按照機(jī)器系統(tǒng)方便處理的程度分為機(jī)器語言、匯編語言與高級(jí)語言

2、三類。機(jī)器語言就是直接采用機(jī)器系統(tǒng)能夠直接執(zhí)行的機(jī)器指令來編制程序的一種語言。但顯而易見的是，缺乏直觀性理解的機(jī)器指令非常不方便，給程序的編制、特別是有一定規(guī)模的程序編制帶來許多困難，明顯會(huì)加重算法實(shí)現(xiàn)的任務(wù)復(fù)雜性為了克服機(jī)器語言不方便閱讀的缺陷，可以為各種操作碼、操作數(shù)分配各種助記符號(hào)，并用這些助記符號(hào)取代十六進(jìn)制數(shù)字編碼表示，采用這樣表示方法形成的語言就稱為匯編語言。這樣，在編制程序時(shí)，程序員就可以使用這些助記符號(hào)構(gòu)成的匯編語言(assemblylanguage)來編制程序，然后再使用一種稱為匯編程序(assembler)來自動(dòng)將匯編語言編制的程序翻譯成為機(jī)器語言表達(dá)的程序，供機(jī)器系統(tǒng)執(zhí)行

3、。由于匯編語言僅僅改變的是操作碼、操作數(shù)等符號(hào)的表示，因此跟機(jī)器語言一樣，編制這樣的程序是深深依賴于機(jī)器系統(tǒng)的(所提供的指令系統(tǒng))，于是在一種機(jī)器上可以運(yùn)行的匯編語言編制的程序往往無法在另一種機(jī)器上直接運(yùn)行。這個(gè)缺陷就是缺乏可移植性。匯編語言的另一個(gè)缺陷是依然沒有改變機(jī)器語言原有的繁瑣性，必須從最基本的機(jī)器指令基礎(chǔ)上去考慮如何構(gòu)建算法的實(shí)現(xiàn)程序。為了克服匯編語言的上述局限性，開發(fā)比匯編語言更加方便編制程序的語言，各種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言應(yīng)運(yùn)而生。早期的高級(jí)語言有FORTRAN(FORmulaTRANslator)應(yīng)用于科學(xué)與工程、COBOL(CommonBusiness-OritentedLang

4、uage)應(yīng)用于商業(yè)、PASCAL(以法國數(shù)學(xué)家pasca啲名字命名)應(yīng)用于教一般機(jī)器語言稱為第一代編程語言，匯編語言稱為第二代編程語言，高級(jí)語言稱為第三代編程語言。與前兩代編程語言不同，高級(jí)語言(highlanguage)的最大特點(diǎn)就是采用更加高級(jí)的操作原語來作為程序構(gòu)造的基本砌塊，非常接近算法設(shè)計(jì)的偽碼。高級(jí)語言編譯程序匯編程序匯編語言機(jī)器語言匯編語言和高級(jí)語言需要經(jīng)過特定的匯編程序和編譯程序進(jìn)行翻譯，使之成為機(jī)器能夠直接執(zhí)行的指令才能為機(jī)器所識(shí)別。當(dāng)然它們自身也是程序，也需用某種語言寫成。高級(jí)語言程序#includevoidf(int*j);*j=9;voidmain()printf(m

5、yProgramn);i=1;printf(“i=”,i);f(i);printf(“i=“,i);匯編語言程序MOVDX，OFFSETFILEMOVAL，0MOVAH，3DHINT21HJCOPERRMOVHANDLE，AXMOVBX，HANDLEMOVDX，OFFSETBUFMOVCX，512MOVAH，3FHINT21HJCREADERRCMPAX，0JECLOSEMOVBX，AXMOVBUFBX，$精品文檔精品文檔精品文檔MOVDX，OFFSETBUFMOVAH，9INT21HJMPREAD機(jī)器語言程序110110101100010001011000110000100101101101

6、000101010111110110010101110010111011110110000001001110010101100111010101011100101010010101010100010110001101101110111001011000110101110010110101100011010100111110101010101001001001011101000111001010110001100101100011001100101010101010000001111001011011111001011000010111111110010110010111010101010101

7、00010101111110010100100101110010編程語言之間的轉(zhuǎn)化：編譯、解釋與匯編除了獨(dú)立于具體的機(jī)器，高級(jí)語言的主要特點(diǎn)就是面向人類思維特性來進(jìn)行程序的編制，這也是編程語言不斷發(fā)展的動(dòng)力。如果以此動(dòng)力為標(biāo)準(zhǔn)來考察編程語言的演變歷史，那么第一、二代語言主要面向機(jī)器運(yùn)行特性要求的，而從第三代語言開始，越來越體現(xiàn)面向人類思維特性的需要了。目前的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言的范式大致可以分為命令式、說明式、函數(shù)式和對(duì)象式四種，如下圖所示。機(jī)器編程語言范型的演變1、過程范式(Proceduralparadigm)，也稱為命令式范式(Imperativeparadigm)，是程序設(shè)計(jì)過程的傳統(tǒng)方式

8、，其命令語句與算法設(shè)計(jì)的偽碼最為相像。主要是以程序設(shè)計(jì)過程為依據(jù)、通過控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生所需結(jié)果為目的來展現(xiàn)命令序列。其主要特點(diǎn)就是通過尋找解決問題的算法處理過程，并用程序設(shè)計(jì)語言提供的命令序列描述出來。2、說明范式(Declarativeparadigm)，也稱為邏輯式范式，與過程式語言不同，說明式語言不是給出解決問題的算法過程，而是描述所要解決的問題。具體方法是發(fā)現(xiàn)并且實(shí)現(xiàn)一個(gè)解決問題的通用算法，然后給出與這個(gè)算法兼容的形式表達(dá)問題，通過形式化通用算法的實(shí)現(xiàn)來解決給定的問題。主要的特點(diǎn)是要對(duì)問題進(jìn)行準(zhǔn)確的描述，而不是尋找解決問題的算法。3、函數(shù)范式(Functionalparadigm)，也稱模

9、塊式范式，就是將程序開發(fā)過程看作將預(yù)先定義“模塊”連接起來的過程，這些模塊，就是所謂的函數(shù)。每個(gè)函數(shù)都有自己的輸入與輸出，因此所謂連接不同模塊，就是建立不同函數(shù)模塊輸入與輸出之間的關(guān)系。在函數(shù)式程序設(shè)計(jì)語言中提供有一些基本函數(shù)作為原語，程序的編制就是針對(duì)具體的問題，去尋找能夠?qū)⒒竞瘮?shù)連接起來的系統(tǒng)方法，從而給出一個(gè)聯(lián)合函數(shù)的程序，解決所給定的問題。簡言之，這種函數(shù)式程序設(shè)計(jì)的編程過程，就是基于提供的基本函數(shù)來構(gòu)造解決問題的函數(shù)嵌套聯(lián)合體。4、對(duì)象范式(0bject-orientedparadigm)，全稱是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)范式。這是一種目前廣泛流行的程序開發(fā)方法。在這種設(shè)計(jì)范式中，將數(shù)據(jù)單

10、元看作是一種主動(dòng)的“對(duì)象”，而不再是被動(dòng)由控制命令處理的數(shù)據(jù)。對(duì)象由數(shù)據(jù)序列及其操作過程共同構(gòu)成，也就是說任何處理的數(shù)據(jù)本身就包含了專用的操作數(shù)據(jù)的過程，因此不再需要外部全局性的算法來處理數(shù)據(jù)序列本身的操作。對(duì)象之間可以通過消息傳遞機(jī)制來建立聯(lián)系，這些機(jī)制也是對(duì)象內(nèi)部操作的有機(jī)構(gòu)成部分。因此，也可以將對(duì)象看作是一個(gè)小型命令式語言程序單元。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)就是非常符合模塊化軟件設(shè)計(jì)的要求，因此成為目前程序設(shè)計(jì)語言發(fā)展的主流。究其原因，這種程序設(shè)計(jì)思想，符合人類思維的特點(diǎn)，思維與思維對(duì)象捆綁性特點(diǎn)，比如視覺處理與視覺對(duì)象相關(guān)聯(lián)，而且不會(huì)應(yīng)用到聽覺對(duì)象的處理中等。從中不難看出，未來的發(fā)展一定智能化

11、、自然化、交互性的趨勢(shì)。應(yīng)該說，發(fā)展更高層次的語言是人類一直不懈追求的目標(biāo)?，F(xiàn)代人工智能研究的主要領(lǐng)域之一就是自動(dòng)編制程序，就是要發(fā)展一種高層次的語言。這種高級(jí)精巧的語言具有這樣一些功能：(1)符合人類思維習(xí)慣，而不是迎合機(jī)器死板規(guī)定；(2)自動(dòng)糾正機(jī)器代碼中語法錯(cuò)誤；(3)能夠理解那些含糊其辭的描述；(4)能夠運(yùn)用模型提供預(yù)言性的猜測(cè)；(5)當(dāng)遇到不清楚的描述時(shí)還能主動(dòng)提出建議。目前這種語言的實(shí)現(xiàn)還在不斷努力的過程之中。第4.2節(jié)程序結(jié)構(gòu)與自然語言相對(duì)應(yīng)，使用程序設(shè)計(jì)語言編制的程序類似于自然語言撰寫的文章，是由語句構(gòu)成的。不同的是，程序中的語句一般分為數(shù)據(jù)描述語句(Declarative精品

12、文檔statements)與操作命令語句(Imperativestatements)兩個(gè)部分。有時(shí)為了方便理解程序句群的含義，也會(huì)出現(xiàn)一些注釋(Comments)。注釋不是程序的必要部分，通常直接用自然語言來說明。第一部分由聲明語句組成，描述該程序要操作的數(shù)據(jù)第二部分由命令語句組成，描述該程序所要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作程序結(jié)構(gòu)示意圖對(duì)于數(shù)據(jù)描述語句，其功能主要是定義在程序中使用各種數(shù)據(jù)類型或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)體(比如常量、變量以及類型)。數(shù)據(jù)類型是指數(shù)據(jù)的種類，其決定著數(shù)據(jù)的編碼方式以及對(duì)可執(zhí)行操作的限制。在程序中處理的常量或變量主要的數(shù)據(jù)類型包括(datatype)整型數(shù)據(jù)(integer)、實(shí)型數(shù)據(jù)(rea

13、l或float)、字符型數(shù)據(jù)(character)、布爾型數(shù)據(jù)(boolean)。比如，如下圖所示就是給出了主要編程語言中的變量類型的說明語句。a.VariabledeclarationsinPascalvarLength,Width：real；Price,Tax,Total:integer；Symbol:char；b.VariabledeclarationsinC,C+,C#,andJavafloatLength,Width；intPrice,Tax,Total；charSymbol；c.VariabledeclarationsinFORTRANREALLength,WidthINTEGER

14、Price,Tax,TotalCHARACTERSymbol同樣一些實(shí)型、整型及字符型變量在不同高級(jí)語言Pascal,C類(Java)、FORTRAN中的不同說明方式。除了簡單數(shù)據(jù)變量的說明語句，在程序中還有復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(datastructure)的說明語句。常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常分為數(shù)組、記錄與對(duì)象三種。數(shù)組是一種包含同質(zhì)數(shù)據(jù)的集合結(jié)構(gòu)，主要用于表達(dá)一維表格、二維表格、多維表格等這樣的形式。當(dāng)然，因?yàn)槭峭|(zhì)的，數(shù)組所有元素具有相同的類型，其說明語句比較簡單，如C語言中的intScores29以及FORTRAN語言中的INTEGERScores（2，9）及PASCAL語言中Scores：arra

15、y3.4,12.20ofinteger說明的都是一個(gè)二維數(shù)組。在程序中一旦說明了一個(gè)數(shù)組，那么就可以通過引用其名稱在程序任何需要的地方引用該數(shù)組或數(shù)組元素，如果引用的數(shù)組元素，要給出其對(duì)應(yīng)的索引標(biāo)識(shí)，此時(shí)需要注意不同語言對(duì)數(shù)組起始索引標(biāo)識(shí)的規(guī)定是不同的，比如C語言是從0開始計(jì)數(shù)，F(xiàn)ORTRAN則是從1開始標(biāo)識(shí)的，而PASCAL則從規(guī)定的起始位置開始標(biāo)識(shí)的。Scoresindicesstartatone.whereindicesstartatzero.不同于數(shù)組的同質(zhì)性，記錄(異構(gòu)數(shù)組)則是由不同質(zhì)的數(shù)據(jù)元素構(gòu)成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。比如如圖所示給出的是表示職員信息的記錄結(jié)構(gòu)：Name(char)Age(

16、integer)SkillRating(Real)J1NameAgeSkillRating職員記錄結(jié)構(gòu)示意圖記錄中的數(shù)據(jù)元素通常采用記錄名、一個(gè)句點(diǎn)和元素名來引用，比如對(duì)于上述職員記錄，要引用其中的Age,需要寫成Employee.Age。a.ThearraydeclarationinPascalvarEmployee:recordName:packedarray1.8ofchar；Age:integer；SkillRating:realendb.ThearraydeclarationinCstructcharName8;intAge；floatSkillRating；Employee；不同編

17、程語言中對(duì)記錄的說明語句至于對(duì)象，是指面向?qū)ο缶幊烧Z言中一種復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，主要是說明一類對(duì)象的模板的，因此嚴(yán)格上通過定義對(duì)象類來說明的。對(duì)象類除了類名外，內(nèi)部包括對(duì)象數(shù)據(jù)說明及其各種處理方法兩個(gè)部分。classLaserClass數(shù)據(jù)說明；數(shù)據(jù)操作方法1；精品文檔精品文檔精品文檔while(B)SI;True圖像數(shù)據(jù)超文本數(shù)據(jù)最后，需要強(qiáng)調(diào)指出的，一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如表列、堆棧、隊(duì)列、樹圖等，均可以通過上述數(shù)組、記錄與對(duì)象及其相關(guān)算法來實(shí)現(xiàn)。上面是程序的數(shù)據(jù)說明語句部分，下面介紹程序執(zhí)數(shù)據(jù)操作方法n；一旦定義了一個(gè)對(duì)象類，就可以用這個(gè)對(duì)象類來定義具體對(duì)象如下：LaserClassLase1

18、，Laser2，Laser3；現(xiàn)在我們介紹有關(guān)常量的說明。在程序中有時(shí)要用到一些預(yù)先確定的并始終保持不變的量，這些量就稱為常量。常量的數(shù)據(jù)類型同變量一樣，可以是整型、實(shí)型、字符型、布爾型等。比如Ada語言中說明語句AirportAltconstantInteger:=645;JAVA語言中FinalintAirportAlt=645;以及C+語言中ConstAirportAlt=645;均定義了一個(gè)常量AirportAlt,以后在程序中凡出現(xiàn)AirportAlt的地方，其值均為固定不變的645。當(dāng)然,你也可以不預(yù)先定義常量,而在需要的地方直接寫上“645這”個(gè)數(shù)值，只是這樣可能會(huì)損害程序的可讀

19、性與通用性。比如如果在程序多處出現(xiàn)這個(gè)代表機(jī)場(chǎng)海拔高度的數(shù)值，一旦需要修改該常量的值（比如機(jī)場(chǎng)搬家，海拔高度變化了），那么如果預(yù)先定義了常量，只需在定義說明處改動(dòng)就可以完成修改；否則需要在每一處出現(xiàn)的地方均修改數(shù)據(jù)。這就是常量定義的優(yōu)點(diǎn)之一，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)則是可讀性好。其他常見的類型還可以有枚舉型數(shù)據(jù)、視頻類數(shù)據(jù)音頻類數(shù)據(jù)、以及超文本類型數(shù)據(jù)等等，雖然目前大多數(shù)編程語言并不支持這樣的數(shù)據(jù)類型的直接說明，但隨著智能多媒體技術(shù)應(yīng)用的不斷發(fā)展，這將是一種不可阻行語句部分的具體語句。有了數(shù)據(jù)變量、常量與復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的說明，就可以用程序語句來描述算法步驟了。類似于算法中的偽碼，程序執(zhí)行語句主要包括賦值語句控

20、制語句（轉(zhuǎn)移、條件與循環(huán)）、模塊調(diào)用三種類別。賦值語句是最基本的執(zhí)行語句，主要任務(wù)就是將某個(gè)值（或表達(dá)式計(jì)算的值）賦給一個(gè)變量。不同的語言中賦值語句的表示形式有些微的差別，C、C+、C#、JAVA語言中采用的句式為：Z=X+Y；而Ada和Pascal則采用如下形式：Z：=X+Y；APL語言則為：ZX+Y如此等等。在賦值語句中，賦值號(hào)左邊為變量，右邊為表達(dá)式，表達(dá)式中可以含有各種規(guī)定的運(yùn)算符，此時(shí)要注意不同運(yùn)算符之間的優(yōu)先級(jí)。有時(shí)候，運(yùn)算符也可能不是傳統(tǒng)意義上的運(yùn)算操作，比如位移操作、字符串操作、邏輯運(yùn)算符操作等，一切要按照具體語言的規(guī)定來進(jìn)行運(yùn)算控制語句主要是用來控制語句執(zhí)行次序的，在編程語言

21、中常見的控制語句包括無條件轉(zhuǎn)移語句（如goto語句）、條件類轉(zhuǎn)移語句（如if語句）以及循環(huán)類語句（如for語句）。考慮無條件轉(zhuǎn)移語句帶來程序結(jié)構(gòu)的非結(jié)構(gòu)性，現(xiàn)在許多編程語言均不提倡使用，以及常見的控制語句包括if-then（-else）語句、case語句、while語句、repeat-until語句、for語句等，除了for、case語句外，其他均在算法的偽碼中有過介紹。因此下面重點(diǎn)說明case語句和for語句。ControlstructureC.C+,C#,andJavaTruersiIB?False4s2if(B)SIelseS2；1switch(N)caseCl:si；break；cas

22、eC2:S2;break；caseC3:S3;break；;用(calling)，而將一個(gè)請(qǐng)求過程執(zhí)行的程序單元稱為調(diào)用單元(callingunit)。調(diào)用程序單元控制傳遞到過程請(qǐng)求過程Theformalparameterlist.NotethatC,aswithmanyprogramminglanguages,requiresthatthedatatypeofeachparameterbespecified.(floatGrowthRate)控制語句的結(jié)構(gòu)及在C,C+,C#,andJava中的表示for語句類似于偽碼中的while語句，不同之處是循環(huán)的控制方式。對(duì)于for語句而言，循環(huán)過程是

23、由一個(gè)計(jì)數(shù)變量(比如count)來控制的，而對(duì)該變量的初始賦值、修改以及終止條件判斷都在一個(gè)語句中表達(dá)。比如forcount：=1to3do(循環(huán)體)就是典型的for語句格式，其含義如下面圖例所示。C+,C#zandJavafor(intCount=1;Count4；Count+4-)body;PascalforCount:=1to3dobeginbodyend；For語句的結(jié)構(gòu)以及在不同編程語言中的描述。在執(zhí)行語句中,第三類重要的語句是模塊調(diào)用。程序模塊主要分為過程與函數(shù)兩類，而輸入輸出語句則是一種特定的模塊調(diào)用，也可以歸入模塊調(diào)用。首先，過程是一個(gè)指令的集合，并作為其他程序單元調(diào)用的一個(gè)模

24、塊來完成任務(wù)。在其他程序單元調(diào)用了某個(gè)過程時(shí)，程序的控制權(quán)就轉(zhuǎn)移給了該過程；在該過程執(zhí)行之后，控制權(quán)又返回到調(diào)用該過程的程序單元，如下圖所示。其中，將控制權(quán)轉(zhuǎn)移給過程的步驟稱為調(diào)精品文檔過程被執(zhí)行調(diào)用程序單元當(dāng)過程完成時(shí)，控制繼續(xù)返回到調(diào)用單元程序調(diào)用一個(gè)過程的控制流程示意圖從構(gòu)成結(jié)構(gòu)上講，過程就是一個(gè)程序的縮影，也包括說明語句與執(zhí)行語句兩個(gè)部分構(gòu)成。在過程說明部分定義的變量稱為局部變量(localvariable)，其作用范圍局限于過程的內(nèi)部。與此相對(duì)，全局變量(globalvariables)可以作用于整個(gè)程序。除了全局變量，過程與調(diào)用單元之間的數(shù)據(jù)傳遞還可以通過過程參數(shù)來實(shí)現(xiàn)(param

25、eters)。過程的定義從過程頭部(proceduresheader)語句開始，包括過程名以及形參列表，然后就是類似于程序結(jié)構(gòu)的過程體。過程的調(diào)用只需寫上調(diào)用的過程名以及實(shí)參列表，不再需要再現(xiàn)過程體。所謂形參(formalparameters)是指定義過程時(shí)在過程中使用的參數(shù)變量，而實(shí)參(actualparameters)則是指當(dāng)調(diào)用過程中，形參的具體賦值。形參與實(shí)參之間的數(shù)據(jù)傳遞，不同的語言有不同的實(shí)現(xiàn)方式。常見的方式有兩種：(1)提供實(shí)參的一個(gè)副本，此時(shí)過程只對(duì)副本起作用，而對(duì)原實(shí)參不起作用；(2)或者提供參數(shù)所處的地址，此時(shí)過程會(huì)對(duì)原實(shí)參直接作用。Startingtheheadwitht

26、hetermvoidisthewaythataCprogrammerspecifiesthattheprogramunitisaprocedureratherthanafunction.Wewilllearnaboutfunctionsshortly.voidProjectPopulationThisdeclaresalocalvariablenamedYear.Population0=100.0;for(Year0;Year=10;Year+)PopulationYear+1=PopulationYear+(PopulationYear*GrowthRate)；Thesestatements

27、describehowthepopulationsaretobecomputedandstoredintheglobalarraynamedPopulation.定義過程a.Whentheprocedureiscalled,theformalparameterbecomesareferencetotheactualparameter.CallingenvironmentProceduresenvironmentb于是，該過程所做的改變是對(duì)實(shí)參的c.因此，在過程終止后被保留下來了執(zhí)行過程Demo，按值傳遞方式傳遞參數(shù)結(jié)束時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)值。因此，對(duì)函數(shù)的調(diào)用也與過程以Void開始頭部是C語言程序員

28、指定程序單元是過程而不是函數(shù)的方法。形參列表。注意，像大多數(shù)程序設(shè)計(jì)語言一樣，C語言要求對(duì)每個(gè)參數(shù)說明數(shù)據(jù)類型聲明一個(gè)名為Year的局部變量這些語句描述人口是如何計(jì)算并存儲(chǔ)在名為Population的全局?jǐn)?shù)組中。實(shí)參列表調(diào)用過程：ProjectPopulation(0.03);用C語言編寫的過程定義與調(diào)用定義過程Demo:調(diào)用過程Demo:ProcedureDemo(Formal)Actual5;FormalFormal+1;Demo(Actual);b.該過程操縱它的副本c.于是，當(dāng)過程終止時(shí)，調(diào)用環(huán)境沒有改變計(jì)算圓柱體的體積終止函數(shù)并返回變量Volume的值用C語言編寫的函數(shù)在一般的編程語

29、言中，均會(huì)提供程序的輸入輸出手執(zhí)行過程Demo，按值傳遞方式傳遞參數(shù)a.當(dāng)過程被調(diào)用時(shí)，形參變成對(duì)實(shí)參的引用不同，其主要出現(xiàn)在表達(dá)式中。比如，下圖給出的就是用C語言定義的一個(gè)函數(shù)CylinderVolume(),調(diào)用該函數(shù)時(shí)的形式可為：Cost=3*CylinderVolume(3.45，12.7)；注意，由于函數(shù)調(diào)用結(jié)束后會(huì)返回一個(gè)值，因此函數(shù)可以出現(xiàn)在表達(dá)式中來參與計(jì)算。函數(shù)頭部以要返回?cái)?shù)據(jù)的類型作為開始聲明一個(gè)名為Volume的局部變量精品文檔軟件開發(fā)精品文檔段，通常的實(shí)現(xiàn)方式是通過系統(tǒng)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)。也就是說由機(jī)器系統(tǒng)(操作系統(tǒng))提供一些標(biāo)準(zhǔn)的過程或函數(shù)，稱為系統(tǒng)調(diào)用，來專門完成各種輸入輸

30、出任務(wù)。對(duì)應(yīng)的，在某種語言中也會(huì)提供與這些系統(tǒng)調(diào)用相配套的輸入、輸出標(biāo)準(zhǔn)過程或函數(shù)，在編制程序時(shí)，不必定義這些過程或函數(shù)而可以直接調(diào)用。比如，在Pascal語言中，從鍵盤中輸入一個(gè)值賦給給定的變量Value,可以直接調(diào)用過程Reasln(Value)；并將其輸出到屏幕上，則再調(diào)用過程：writeln(Value)；如此等等。其他語言也一樣，均規(guī)定了各自相應(yīng)的輸入輸出過程或函數(shù)。C語言格式化輸出的例子對(duì)于編程語言的程序結(jié)構(gòu)，最后需要說明的是，大多數(shù)編程語言均提供有注釋說明功能，可以稱之為解釋性語句。主要是幫助人們閱讀程序的，而不是提供給機(jī)器執(zhí)行的。因此，在編譯器處理程序時(shí)，都忽略注釋。不同的語言

31、中注釋的方式有不同的約定，如下例子/*Thisisacomment.*/Thisisacomment.均是在C+、C#、JAVA語言中合法的注釋。第4.3節(jié)軟件開發(fā)對(duì)于十分復(fù)雜的智能計(jì)算問題，往往需要構(gòu)造規(guī)模龐大的程序，一般稱其為智能軟件開發(fā)，此時(shí)就需要有一個(gè)軟件開發(fā)的系統(tǒng)方法。而對(duì)于規(guī)模較大軟件的開發(fā)一般要經(jīng)過分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與測(cè)試這樣四個(gè)階段的過程。分析主要是弄清所開發(fā)的軟件需要解決的是什么問題、實(shí)現(xiàn)什么功能、滿足什么樣的要求等，并以規(guī)范化的說明書給出。報(bào)廢處置軟件不能適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展新軟件項(xiàng)目立項(xiàng)企業(yè)數(shù)據(jù)信息備份軟件升釀需求調(diào)整分析軟件功能拓展憂化丟統(tǒng)需求調(diào)硏分析設(shè)計(jì)開發(fā)測(cè)試培訓(xùn)丟統(tǒng)上線軟件

32、錐護(hù)軟件數(shù)據(jù)庫管理用戶跟蹤培訓(xùn)故障分析解決軟件生命周期軟件開發(fā)周期如果說分析關(guān)注的是軟件系統(tǒng)應(yīng)該做什么，那么設(shè)計(jì)關(guān)注的就是應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的這些目標(biāo)或功能等要求。大型軟件的開發(fā)通常使用模塊化方法來設(shè)計(jì)程序系統(tǒng)，主要思想是將總體任務(wù)逐級(jí)分解，直到所有最底層的子任務(wù)均可以直接進(jìn)行單獨(dú)編程為止，然后再建立起來所有分解模塊之間的調(diào)用關(guān)系，形成完整的程序功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)就是將設(shè)計(jì)的方案具體用某種程序設(shè)計(jì)語言編制成為軟件程序，也常常稱為代碼。編制好的軟件程序需要進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行，檢查是否實(shí)現(xiàn)了最初的目標(biāo)，這個(gè)過程就叫做測(cè)試。因此，測(cè)試與實(shí)現(xiàn)緊密相關(guān)，對(duì)于復(fù)雜的軟件系統(tǒng)開發(fā)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的每一個(gè)模塊在其實(shí)現(xiàn)

33、過程中均要進(jìn)行單獨(dú)的測(cè)試，然后才是整體系統(tǒng)的測(cè)試。當(dāng)然，測(cè)試一個(gè)模塊或系統(tǒng)并非是一件容易的事情，需要有系統(tǒng)的測(cè)試方法與技術(shù)，其中如何選擇測(cè)試數(shù)據(jù)就是其中非常具有挑戰(zhàn)的課題。常用的測(cè)試方法分為白箱測(cè)試(glass-boxtesting)和黑箱測(cè)試(black-boxtesting)。白箱測(cè)試是指軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)是透明的，可以采用諸如基本路徑測(cè)試方法，來測(cè)試軟件內(nèi)部每一條可能執(zhí)行路徑的正確性，來完成軟件的測(cè)試。黑箱測(cè)試則剛好相反，軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不透明的，只能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行的結(jié)構(gòu)來斷言軟件系統(tǒng)的正確性。當(dāng)然，復(fù)雜軟件的輸入往往是不可窮盡的，為了能夠有效測(cè)試軟件，黑箱測(cè)試往往只針對(duì)一些特殊的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行

34、測(cè)試，比如邊界數(shù)據(jù)分析就是黑箱測(cè)試的一種具體方法。通過測(cè)試的軟件系統(tǒng)就可以投入使用了，不過需要精品文檔指出的是，即使通過了系統(tǒng)的測(cè)試，也很難保證軟件程序的正確性，因此在使用中不斷發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行修改完善，是經(jīng)常性的工作，稱為維護(hù)。在軟件開發(fā)的分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與測(cè)試四個(gè)階段中，分析是依賴于問題領(lǐng)域的、而實(shí)現(xiàn)主要是利用前面介紹的編程語言進(jìn)行代碼就可以完成。因此這里需要進(jìn)一步深入介紹的就是設(shè)計(jì)方法問題了，特別是模塊化程序設(shè)計(jì)方法。為了便于分解任務(wù)并給出子任務(wù)之間的關(guān)系，一般采用結(jié)構(gòu)圖來刻畫軟件模塊及其之間的關(guān)系。如圖所示每一個(gè)模塊(過程)用一個(gè)矩形框來表示，而模塊之間的依賴關(guān)系用聯(lián)結(jié)矩形框的箭頭來表示，可以是構(gòu)成關(guān)系，也可以是調(diào)用關(guān)系。比如成熟的軟件模塊描述結(jié)構(gòu)圖還有程序流程圖，數(shù)據(jù)流圖，以及實(shí)體關(guān)系圖等。任務(wù)模塊子模塊1子模塊2子模塊3子模塊21子模塊22任務(wù)分解結(jié)構(gòu)圖模塊的劃分原則是模塊化程序設(shè)計(jì)中一個(gè)關(guān)鍵問題。顯然，模塊劃分不宜過細(xì)，但每個(gè)模塊也不宜過大，如何做出平衡是提高軟件效率的重要課題。劃分模塊的一個(gè)基本原則是，盡可能密切塊內(nèi)聯(lián)系而降低塊間聯(lián)系降低塊間聯(lián)系就是使得模塊之間的獨(dú)立性盡可能大，如果將模塊之間的聯(lián)系稱為塊間耦合(coupling)，那么模塊之間獨(dú)立性最大化的目標(biāo)就變?yōu)閷K間耦合性最小化。通過分析可知，塊間耦合的形式主要有兩種，一種是控制耦合，出現(xiàn)在一個(gè)模塊對(duì)