工學(xué)軟件工程導(dǎo)論-6-詳細(xì)設(shè)計(jì)課件

1、教學(xué)目標(biāo) 掌握常用的詳細(xì)設(shè)計(jì)工具、了解人機(jī)界面設(shè)計(jì)問題、了解Jackson結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)技術(shù)。教學(xué)重點(diǎn) 各種詳細(xì)設(shè)計(jì)工具的使用。教學(xué)難點(diǎn) Jackson結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)技術(shù)。第6章 詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)的基本目的就是回答“詳盡、精確地描述系統(tǒng)各模塊的具體實(shí)現(xiàn)方法”。 詳細(xì)設(shè)計(jì)的結(jié)果基本決定了最終程序代碼的質(zhì)量，其中包括：正確性、可讀性、效率。第6章 詳細(xì)設(shè)計(jì)第6章 詳細(xì)設(shè)計(jì)6.1 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)6.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)6.3 過(guò)程設(shè)計(jì)的工具6.4 面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法6.5 程序復(fù)雜程度的定量度量6.6 小結(jié)及作業(yè)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的經(jīng)典定義：“如果一個(gè)程序的代碼塊僅僅通過(guò)順序、選擇和循環(huán)這3種基本控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行連

2、接，并且每個(gè)代碼塊只有一個(gè)入口和一個(gè)出口，則稱這個(gè)程序是結(jié)構(gòu)化的?！毕麥鏕OTO語(yǔ)句！僅用3種基本結(jié)構(gòu)，稱為經(jīng)典的結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)；若還允許使用DO-CASE（多分支循環(huán)）、DO-UNTIL（直到型循環(huán)），成為擴(kuò)展結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)；如果在允許使用LEAVE(或BREAK，中斷)結(jié)構(gòu)，則稱為修正結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)。6.1 結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)6.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)對(duì)于交互式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，人機(jī)界面設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及過(guò)程設(shè)計(jì)一樣重要。直接影響用戶對(duì)軟件產(chǎn)品的評(píng)價(jià)，從而影響軟件產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和壽命。人機(jī)界面目前所占的工作量越來(lái)越大。固定菜單下拉菜單在設(shè)計(jì)人機(jī)界面常會(huì)遇到下述4個(gè)問題：系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間用戶幫助設(shè)施出錯(cuò)信息處理

3、命令交互上述問題，最好在設(shè)計(jì)初期作為重要的設(shè)計(jì)問題來(lái)考慮，這時(shí)修改比較容易，代價(jià)也低。6.2.1 設(shè)計(jì)問題系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間有兩個(gè)重要屬性，分別是長(zhǎng)度和易變性。原則：避免相應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短：響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)感到沮喪；響應(yīng)時(shí)間過(guò)短，會(huì)迫使用戶加快節(jié)奏，會(huì)犯錯(cuò)。減少易變性。一般穩(wěn)定較好，若發(fā)生變化，用戶往往比較敏感，擔(dān)心系統(tǒng)工作出現(xiàn)了異常。1. 系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間常見的幫助設(shè)施可分為集成的（根據(jù)當(dāng)前的應(yīng)用進(jìn)行的幫助）和附加的（需查詢使用）兩類。集成的幫助優(yōu)于附加的幫助設(shè)施。具體設(shè)計(jì)幫助設(shè)施時(shí)，必須解決下述的 問題。(1) 幫助的程度：全部還是部分；(2) 如何實(shí)現(xiàn)幫助：菜單、功能鍵和HELP命令；(3) 怎樣

4、顯示幫助信息：獨(dú)立窗口、指出參考某個(gè)文檔(不理想)、顯示簡(jiǎn)短；(4) 使用幫助后，如何返回原交互方式中:返回按鈕、功能鍵；(5) 如何組織幫助信息：平面結(jié)構(gòu)、信息的層次結(jié)構(gòu)和超文本結(jié)構(gòu)。2. 用戶幫助設(shè)施交互式系統(tǒng)的出錯(cuò)信息或警告信息，應(yīng)該具有下述屬性：(1) 信息應(yīng)該使用用戶可以理解的術(shù)語(yǔ)描述問題；(2) 信息應(yīng)該提供有助于從錯(cuò)誤中恢復(fù)的建設(shè)性意見；(3) 信息應(yīng)該指出錯(cuò)誤可能導(dǎo)致哪些負(fù)面后果(例如，破壞數(shù)據(jù)文件)；(4) 信息應(yīng)該伴隨著聽覺上或視覺上的提示，強(qiáng)化出現(xiàn)異常；(5) 信息不能帶有指責(zé)用戶的內(nèi)容。當(dāng)確實(shí)出現(xiàn)了問題的時(shí)候，有效的出錯(cuò)信息能提高交互式系統(tǒng)的質(zhì)量，減輕用戶的挫折感。3.

5、 出錯(cuò)信息處理在多數(shù)情況下，用戶既可以從菜單中選擇軟件功能，也可以通過(guò)鍵盤命令序列調(diào)用軟件功能。在提供命令交互方式時(shí)，必須考慮下列設(shè)計(jì)問題：(1) 是否每個(gè)菜單選項(xiàng)都有對(duì)應(yīng)的命令；(2) 采用何種命令形式：控制序列(如Ctrl+P)、功能鍵、鍵入命令。(3) 命令的難度有多大，忘記了命令怎么辦；(4) 用戶是否可以定制或縮寫命令。4. 命令交互6.3 過(guò)程設(shè)計(jì)的工具描述程序處理過(guò)程的工具稱為過(guò)程設(shè)計(jì)的工具。一般有圖形、表格和語(yǔ)言3種。6.3.1 程序流程圖程序流程圖的主要缺點(diǎn)如下：(1) 程序流程圖本質(zhì)上不是逐步求精的好工具，它誘使程序員過(guò)早地考慮程序的控制流程，而不去考慮程序的全局結(jié)構(gòu)。(2

6、) 程序流程圖中用箭頭代表控制流，因此程序員不受任何約束，可以完全不顧結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的精神，隨意轉(zhuǎn)移控制。(3) 程序流程圖不易表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。6.3.1 程序流程圖abX1X2X7X6X4X3X5higfedcjFTFFFTTT多分支選擇結(jié)構(gòu)先判定型循環(huán)結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)后判定型循環(huán)結(jié)構(gòu)6.3.2 盒圖(N-S圖)順序結(jié)構(gòu)塊1塊2塊3塊4條件T FELSETHEN選擇結(jié)構(gòu)Case I=1,2,3T塊1塊2多分支選擇結(jié)構(gòu)F塊3塊當(dāng)條件成立時(shí)當(dāng)型循環(huán)塊直到條件成立時(shí)直到型循環(huán)6.3.2 盒圖(N-S圖)N-S圖。它有下述特點(diǎn)：(1) 功能域(即，一個(gè)特定控制結(jié)構(gòu)的作用域)明確，可以從盒圖上一眼就看出來(lái)。(

7、2) 不可能任意轉(zhuǎn)移控制。(3) 很容易確定局部和全程數(shù)據(jù)的作用域。(4) 很容易表現(xiàn)嵌套關(guān)系，也可以表示模塊的層次結(jié)構(gòu)。ab條 件 1TF Case Xi, i=2,3,4X2X3X4當(dāng)條件3成立條 件 2直到條件4成立直 到 條 件 成立cdefghij順序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)多分支選擇結(jié)構(gòu)先判定型循環(huán)結(jié)構(gòu)后判定型循環(huán)結(jié)構(gòu)FTTFN-S圖舉例NS圖舉例6.3.3 PAD圖任務(wù)1任務(wù)2任務(wù)3 順序結(jié)構(gòu)WHILE型條件循環(huán)體先判定型循環(huán)結(jié)構(gòu)條件then部分else部分選擇結(jié)構(gòu)TFUNTIL型條件循環(huán)體后判定型循環(huán)結(jié)構(gòu)控制變量 任務(wù)1任務(wù)2任務(wù)n多分支選擇結(jié)構(gòu)值 1值 2值 nPAD圖基本結(jié)構(gòu)6.3.3

8、 PAD圖PAD(problem analysis diagram，問題分析圖) 自1973年由日本日立公司發(fā)明以后，已得到一定程度的推廣，該圖翻譯成程序代碼比較容易。PAD圖的主要優(yōu)點(diǎn)如下：(1) 使用表示結(jié)構(gòu)化控制結(jié)構(gòu)的PAD符號(hào)所設(shè)計(jì)出來(lái)的程序必然是結(jié)構(gòu)化程序。6.3.3 PAD圖(2) 便于描繪程序結(jié)構(gòu)，圖中最左面的豎線是程序的主線，即第一層結(jié)構(gòu)。隨著程序?qū)哟蔚脑黾?，PAD圖逐漸向右延伸，每增加一個(gè)層次，圖形向右擴(kuò)展一條豎線。PAD圖中豎線的總條數(shù)就是程序的層次數(shù)。6.3.3 PAD圖(3) 程序從圖中最左豎線上端的結(jié)點(diǎn)開始執(zhí)行，自上而下，從左向右順序執(zhí)行，遍歷所有結(jié)點(diǎn)，易讀、易懂、易

9、記。(4) 容易將PAD圖轉(zhuǎn)換成高級(jí)語(yǔ)言源程序，這種轉(zhuǎn)換可用軟件工具自動(dòng)完成，從而可省去人工編碼的工作，有利于提高軟件可靠性和軟件生產(chǎn)率。(5) 即可用于表示程序邏輯，也可用于描繪數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。6.3.3 PAD圖(6) PAD圖的符號(hào)支持自頂向下、逐步求精方法的使用。開始時(shí)設(shè)計(jì)者可以定義一個(gè)抽象的程序，隨著設(shè)計(jì)工作的深入而使用def符號(hào)逐步增加細(xì)節(jié)，直至完成詳細(xì)設(shè)計(jì)，如圖所示。BEGIN FIRST:=K1; SECOND:=0;FIRST=KISECOND=0I：=2 to NKI SECONDKIFIRSTSECOND =FIRSTFIRST=KISECOND =KI ELSE SECOND

10、:=KI END END END. PASCAL源程序段對(duì)應(yīng)PAD圖FOR I:=2 TO N DO BEGIN IF KISECOND THENBEGIN IF KIFIRSTTHEN BEGIN SECOND:=FIRST; FIRST:=KI ENDPAD圖應(yīng)用舉例例2PAD圖應(yīng)用舉例6.3.4 判定表對(duì)于多重嵌套的條件選擇，用程序流程圖、盒圖、PAD圖或后面即將介紹的過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言(PDL)都不易清楚地描述。例如：假設(shè)某航空公司規(guī)定，乘客可以免費(fèi)托運(yùn)重量不超過(guò)30kg的行李。當(dāng)行李重量超過(guò)30kg時(shí)，對(duì)頭等艙的國(guó)內(nèi)乘客超重部分每公斤收費(fèi)4元，對(duì)其他艙的國(guó)內(nèi)乘客超重部分每公斤收費(fèi)6元，對(duì)外

11、國(guó)乘客超重部分每公斤收費(fèi)比國(guó)內(nèi)乘客多一倍，對(duì)殘疾乘客超重部分每公斤收費(fèi)比正常乘客少一半。利用判定表則可清晰地描述。6.3. 判定表6.3.5 判定樹判定表含義不是一眼就能看出來(lái)的。PDL（Program Design Language）程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,這是一種結(jié)構(gòu)化的語(yǔ)言。是非形式化比較靈活的語(yǔ)言，用于描述模塊內(nèi)部過(guò)程的具體算法，以便在開發(fā)人員之間比較精確的進(jìn)行交流。PDL的語(yǔ)法是開放式的，其外層語(yǔ)法是確定的，而內(nèi)層語(yǔ)法則不確定。外層語(yǔ)法描述控制結(jié)構(gòu)它用類似于一般程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言控制結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵字：IF-THEN-ELSE WHILE- DO REPEAT- UNTIL DO CASE DO WHIL

12、E 等表示。有時(shí)還用關(guān)鍵字反排，表示控制結(jié)構(gòu)結(jié)束： DO - OD IF - FI6.3.6 過(guò)程設(shè)計(jì)語(yǔ)言 PDL例如： if X is not negative then return(square root of X as a real number); else return(square root of -X as an imaginary number); 外層語(yǔ)法IF-THEN-ELSE是確定的，內(nèi)層操作“square root of X ”是不確定的。6.4 面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法是按輸入和輸出以及內(nèi)部存儲(chǔ)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),然后再把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的描述變換為

13、對(duì)軟件結(jié)構(gòu)的描述。Jackson方法和Warnier方法是最著名的兩個(gè)面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，本節(jié)結(jié)合一個(gè)簡(jiǎn)單例子扼要地介紹Jackson方法，目的是使讀者對(duì)面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法有初步了解。29主要適用范 圍面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)最終目標(biāo)工作基礎(chǔ)面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法 在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段確定部分或全部模塊的邏輯過(guò)程。 在概要設(shè)計(jì)階段用SD方法確定軟件的結(jié)構(gòu)。 以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 為基礎(chǔ)。從問題的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)出發(fā)導(dǎo)出它的程序結(jié)構(gòu) 。 以數(shù)據(jù)流圖為基礎(chǔ)。在分析階段用DFD表示軟件的邏輯模型，在設(shè)計(jì)階段按數(shù)據(jù)流類型，將數(shù)據(jù)流圖轉(zhuǎn)換為軟件結(jié)構(gòu)。兩種方法的共同點(diǎn)： 1.遵循“由頂向下、逐步細(xì)化”的原則； 2.服從“程序

14、結(jié)構(gòu)必須適應(yīng)問題結(jié)構(gòu)”的原則。程序的過(guò)程性描述。軟件的最終SC圖面向數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)的異同Jackson圖是作為Jackson方法配套使用的表達(dá)工具，可以作為需求分析和程序設(shè)計(jì)階段的表達(dá)工具。Jackson圖的優(yōu)點(diǎn)：便于表示層次結(jié)構(gòu),是對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行自頂向下分解的有力工具；形象直觀,可讀性好；既能表達(dá)程序的結(jié)構(gòu),也可表達(dá)問題的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。6.4.1 Jackson圖31重復(fù)結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)ABCAB0C0AB*ABCAB0C0sAB*I A由B、C兩部分順序組成 A可以包含B或C(S代表選擇) A由B重復(fù)任意次(含零次)構(gòu)成( I 代表重復(fù)) 注：改進(jìn)的Jackson圖規(guī)定順序執(zhí)行的處理

15、中不許混有選擇執(zhí)行和重復(fù)執(zhí)行。順序結(jié)構(gòu)Jackson圖表達(dá)符號(hào)Jackson圖是層次圖的一種精化，兩者的圖形類似，但有著許多區(qū)別，表現(xiàn)在：層次圖主要描繪軟件結(jié)構(gòu),而Jackson圖除描繪軟件結(jié)構(gòu)外,也能描繪數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；層次圖中的一個(gè)方框代表一個(gè)模塊,而Jackson圖即使在描繪程序結(jié)構(gòu)時(shí),一個(gè)方框也不表示一個(gè)模塊,而只代表幾個(gè)語(yǔ)句；層次圖表現(xiàn)的是調(diào)用關(guān)系,通常一個(gè)模塊除了調(diào)用下級(jí)模塊外還完成其它操作；而Jackson圖表現(xiàn)的是組織關(guān)系，一個(gè)方框中包括的操作僅僅由它下層框中的哪些操作組成。Jackson圖與層次圖的區(qū)別Jackson圖中三種結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的偽代碼如下(凡帶下劃線的字均為關(guān)鍵字)Jacks

16、on偽代碼重復(fù)結(jié)構(gòu)偽代碼選擇結(jié)構(gòu)偽代碼 A seq B C end A A select cond1 B or cond2 C end AABCAB0C0SAB*I untilA iter cond while Bend A順序結(jié)構(gòu)偽代碼姓名類別津貼表頭表體教職工名冊(cè)6.4.1 Jackson圖名冊(cè)欄名行表名行表頭表體行*姓名類別津貼工齡津貼0教齡津貼0IS教職工名冊(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)6.4.1 Jackson圖產(chǎn)生名冊(cè)文件產(chǎn)生欄名行產(chǎn)生表名行產(chǎn)生表頭產(chǎn)生表體產(chǎn)生行*產(chǎn)生姓名產(chǎn)生類別產(chǎn)生津貼產(chǎn)生工齡津貼0產(chǎn)生教齡津貼0SI教職工名冊(cè)的程序結(jié)構(gòu)6.4.1 Jackson圖程序分析詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)

17、Jackson方法映射數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(Jackson圖)程序結(jié)構(gòu)(Jackson圖)程序的過(guò)程描述(Jackson偽代碼)SD方法映射問題結(jié)構(gòu)(DFD)軟件結(jié)構(gòu)(SC圖)模塊的過(guò)程表示(PDL等工具)兩種方法的比較6.4.2 Jackson方法Jackson方法的步驟 分析并確定輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu),用Jackson圖描繪這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。實(shí)質(zhì)是對(duì)求解的問題進(jìn)行需求分析。 用Jackson圖表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí),省略與解題無(wú)關(guān)的多余信息,僅保留需要用到的數(shù)據(jù)單元。找出輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)單元(即有因果關(guān)系,在程序中可以同時(shí)處理的數(shù)據(jù)單元)，按照下列映射規(guī)則, 導(dǎo)出描繪程序結(jié)構(gòu)的

18、Jackson圖。6.4.2 Jackson方法(1)為每一對(duì)在輸入結(jié)構(gòu)和輸出結(jié)構(gòu)中有對(duì)應(yīng)關(guān)系的單元畫一個(gè)處理框； (2)為輸入數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中每一剩余的數(shù)據(jù)單元畫一個(gè)處理框；(3)為輸出數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中每一剩余的數(shù)據(jù)單元畫一個(gè)處理框；(4)所有處理框在程序結(jié)構(gòu)上的位置, 應(yīng)與由它處理的數(shù)據(jù)單元在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Jackson圖上的位置相對(duì)應(yīng)(程序中具有因果關(guān)系)。6.4.2 Jackson方法寫出程序的過(guò)程性表示:列出所有操作和條件，并把它們分配 到程序結(jié)構(gòu)圖的適當(dāng)位置。用Jackson偽代碼寫出與程序結(jié)構(gòu)圖對(duì)應(yīng)的過(guò)程性表示。6.4.2 Jackson方法例:有兩個(gè)輸入文件:考生基本情況文件(簡(jiǎn)稱考生情況文件)

19、和考生 高考成績(jī)文件(簡(jiǎn)稱考分文件)如下: 考生情況文件 考分文件通訊地址姓 名準(zhǔn)考證號(hào)考 分準(zhǔn)考證號(hào) 產(chǎn)生輸出文件: 考生新文件 通訊地址考 分姓 名準(zhǔn)考證號(hào) 試用Jackson方法完成下列工作 (1)用Jackson圖表示輸入與輸出結(jié)構(gòu)，找出它們之間的對(duì)應(yīng)單元； (2)畫出用Jackson圖表示的程序結(jié)構(gòu)； (3)列出程序所需要的操作，并加到上一步畫出的程序結(jié)構(gòu)圖上； (4)用Jackson偽代碼寫出與程序結(jié)構(gòu)圖對(duì)應(yīng)的過(guò)程性表示。 (1)輸入結(jié)構(gòu)考生情況文件通訊地址姓 名準(zhǔn)考證號(hào)考生情況文件考分文件考 分準(zhǔn)考證號(hào)輸出結(jié)構(gòu)通訊地址姓 名準(zhǔn)考證號(hào)考 分考生記錄I考生記錄I考生記錄I43 輸入結(jié)

20、構(gòu)與輸出結(jié)構(gòu)中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)單元產(chǎn)生新文件(2)程序結(jié)構(gòu)圖產(chǎn)生通訊地址產(chǎn)生姓名產(chǎn)生準(zhǔn)考證號(hào)產(chǎn)生考分考生情況文件考生記錄通訊地址姓名準(zhǔn)考證號(hào)I處理考生記錄I考生新文件考分通訊地址姓名準(zhǔn)考證號(hào)考生記錄I考分文件考生記錄I考分準(zhǔn)考證號(hào) (3)列出程序所需用的操作，并加到上一步畫出的程序結(jié)構(gòu)圖上I(1)將新記錄寫入輸出文件；建立輸出文件；I(1)文件結(jié)束生成一條新記錄；打開兩個(gè)輸入文件；關(guān)閉全部文件；從輸入文件中各讀一條記錄停止；分析考生記錄產(chǎn)生新文件處理考生記錄產(chǎn)生通訊地址產(chǎn)生姓名產(chǎn)生準(zhǔn)考證號(hào)產(chǎn)生考分14657432 產(chǎn)生新文件 seq 打開兩個(gè)輸入文件 建立輸出文件 從輸入文件中各讀一條記錄 分析考生

21、記錄iter until文件結(jié)束 處理考生記錄 seq 產(chǎn)生準(zhǔn)靠證號(hào) 產(chǎn)生姓名 產(chǎn)生通訊地址 產(chǎn)生考分 生成一條新記錄 將新記錄寫入輸出文件 從輸入文件中各讀一條記錄 處理考生記錄 end 關(guān)閉全部文件 停止 產(chǎn)生新文件 end(4)用Jackson偽代碼寫出上述程序的過(guò)程表示。6.5 程序復(fù)雜程度的定量度量定性度量軟件質(zhì)量軟件設(shè)計(jì)基本原理；定量度量軟件質(zhì)量程序復(fù)雜度是一種方法。定量度量程序復(fù)雜程度的方法的意義：程序的復(fù)雜程度乘以適當(dāng)常數(shù)：估算軟件中錯(cuò)誤的數(shù)量、軟件開發(fā)需要用的工作量；可用來(lái)比較不同的設(shè)計(jì)或不同算法的優(yōu)劣；定量的復(fù)雜程度可以作為模塊規(guī)模的精確限度。下面著重介紹使用得比較廣泛的M

22、cCabe方法和Halstead方法。1. 流圖McCabe方法根據(jù)程序控制流的復(fù)雜程度定量度量程序的復(fù)雜程度程序的環(huán)形復(fù)雜度。流圖程序圖，實(shí)質(zhì)是“退化了的”程序流程圖，僅描繪程序的控制流程。在流圖中用圓表示結(jié)點(diǎn)，一個(gè)圓代表一條或多條語(yǔ)句。程序流程圖中的一個(gè)順序的處理框序列和一個(gè)菱形判定框，可以映射成流圖中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)。6.5.1 McCabe方法1. 流圖流圖中的箭頭線稱為邊，代表控制流，終止于一個(gè)結(jié)點(diǎn)。由邊和結(jié)點(diǎn)圍成的面積稱為區(qū)域，當(dāng)計(jì)算區(qū)域數(shù)時(shí)應(yīng)該包括圖外部未被圍起來(lái)的那個(gè)區(qū)域。圖6.15所示。6.5.1 McCabe方法6.5.1 McCabe方法圖6.15程序流程圖映射成流圖用任何方法

23、表示的過(guò)程設(shè)計(jì)結(jié)果，都可以翻譯成流圖。圖6.16是用PDL表示的處理過(guò)程及與之對(duì)應(yīng)的流圖。6.5.1 McCabe方法圖6.16 由PDL翻譯成的流圖當(dāng)過(guò)程設(shè)計(jì)中包含復(fù)合條件時(shí)，生成流圖的方法稍微復(fù)雜一些。所謂復(fù)合條件，就是在條件中包含了一個(gè)或多個(gè)布爾運(yùn)算符(邏輯OR，AND，NAND，NOR)。在這種情況下，應(yīng)該把復(fù)合條件分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單條件，每個(gè)簡(jiǎn)單條件對(duì)應(yīng)流圖中一個(gè)結(jié)點(diǎn)。包含條件的結(jié)點(diǎn)稱為判定節(jié)點(diǎn)，從每個(gè)判定結(jié)點(diǎn)引出兩條或多條邊。圖6.17是由包含復(fù)合條件的PDL片斷翻譯成的流圖。6.5.1 McCabe方法圖6.17 由包含復(fù)合條件的PDL映射成的流圖2. 計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度的方法環(huán)形復(fù)雜

24、度定量度量程序的邏輯復(fù)雜度。利用流圖，可以用下述3種方法中的任何一種來(lái)計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度。(1) 流圖中的區(qū)域數(shù)等于環(huán)形復(fù)雜度。(2) 流圖G的環(huán)形復(fù)雜度V(G)=E-N+2,其中，E是流圖中邊的條數(shù)，N是結(jié)點(diǎn)數(shù)。(3) 流圖G的環(huán)形復(fù)雜度V(G)=P+1，其中，P是流圖中判定結(jié)點(diǎn)的數(shù)目。6.5.1 McCabe方法(1) 流圖中的區(qū)域數(shù)等于環(huán)形復(fù)雜度；V(G)=4(2) 流圖G的環(huán)形復(fù)雜度V(G)=E-N+2,其中，E是流圖中邊的條數(shù)，N是結(jié)點(diǎn)數(shù)；E=11,N=9,V(G)=4(3) 流圖G的環(huán)形復(fù)雜度V(G)=P+1，其中，P是流圖中判定結(jié)點(diǎn)的數(shù)目;P=3,V(G)=4。3. 環(huán)形復(fù)雜度的用途程序的環(huán)形復(fù)雜度取決于程序控制流的復(fù)雜程度，也即是取決于程序結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。當(dāng)程序內(nèi)分支數(shù)或循環(huán)個(gè)數(shù)增加時(shí)，環(huán)形復(fù)雜度也隨之增加，因此它是對(duì)測(cè)試難度的一種定量度量，也能對(duì)軟件最終的可靠性給出某種預(yù)測(cè)。McCabe研究大量程序后發(fā)現(xiàn)，環(huán)形復(fù)雜度高的程序往往是最困難、最容