第三部分程序設計教程

1、03:25:071C+程序設計教程(第二版)第十一章 基于對象編程 Chapter 11 Object-Based Programming清華大學出版社 錢 能03:25:072第十一章內(nèi)容抽象編程 ( Abstract Programming )編程質量 ( Programming Quality ) 分析Joses問題 ( Analysis the Joses Problem )基于過程的實現(xiàn) ( Procedure-Based Solving )基于對象的實現(xiàn) ( Object-Based Solving )程序維護 ( Program Maintenance )程序擴展 ( Progr

2、am Extension )03:25:0731. 抽象編程 ( Abstract Programming )抽象分行為抽象和數(shù)據(jù)抽象兩種行為抽象：通俗地說便是將一個行為序列歸并(抽象)為一個行為的過程.例如：將取碗筷、盛飯、盛菜，扒一口飯、夾一筷菜、再扒一口飯、再夾一筷菜的若干重復，然后放下碗筷的過程歸并為吃飯.數(shù)據(jù)抽象：通俗地說，就是將事物歸類，或者說，將事物看成是一定型號、規(guī)格的數(shù)據(jù)，然后將性質接近的數(shù)據(jù)歸納(抽象)為一類.例如：將圓、三角形、長方形歸為形狀類.03:25:074數(shù)據(jù)結構 一系列性質相同的數(shù)據(jù), 組織成一定的邏輯結構, 并帶有自身的一系列操作例如：整型向量 不同整型值是一

3、系列性質相同的數(shù)據(jù)；其數(shù)據(jù)集合存放在向量中，便是組織成線性存儲結構；向量自身有創(chuàng)建、復制、擴建、增刪、修改等操作，外加排序、查找等算法可以調(diào)用.所以，整型向量在語言中是一種具體的數(shù)據(jù)結構。03:25:075抽象編程 通過抽象的方法來減少編程工作量或有效地減輕編程難度稱為抽象編程將問題通過功能分解，各個擊破的編程方法(過程化編程)是一種以行為抽象為主的抽象編程將問題通過實體分析，分層分類地實現(xiàn)抽象數(shù)據(jù)類型，從而進行簡單應用編程(基于對象編程)是一種以數(shù)據(jù)抽象為主的抽象編程，這種抽象編程，通過數(shù)據(jù)類型復用，方便編程，方便維護和擴展，其效果比過程化編程更好03:25:076編程 語言中沒有許多具體的

4、數(shù)據(jù)類型，要解決實際問題，很大部分工作是要建立數(shù)據(jù)模式與實際問題的對應，也就是建立抽象數(shù)據(jù)類型的過程對象化編程就是基于分層分類的抽象數(shù)據(jù)類型的具體編程，它能更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)結構和算法，便是將N.Wirth提出的經(jīng)典的程序公式： 程序=算法+數(shù)據(jù)結構修正為： 程序=算法+抽象數(shù)據(jù)類型03:25:0772. 編程質量 ( Programming Quality ) 可讀性：通過使用更好的編程方法可以從本質上改進可讀性通過使用定義良好的算法和語句控制結構，可以局部改進算法的可理解性通過學習和使用優(yōu)秀程序員的編碼習慣，采用一貫的編碼風格，可以增強可讀性注意：高級程序員與初學者對可讀性的把握分寸是不同的

5、03:25:078While(*s+ = *t+); /代碼1While( *t ) /代碼2*s = *t;s+;t+; *s=0;03:25:079易編程性：只是對采用好的編程方法或更高級語言而言，抽象程度越大，越易編程對象化編程在抽象數(shù)據(jù)類型的創(chuàng)建上做了大量的工作，因而贏得了應用程序編寫的方便與快捷03:25:0710void f( int a,vector & b)int c10 = a;vectord = b;void f(int n)int an;for(int i =0;i ai;03:25:0711void f(int n)int *ap = new intn;for(int

6、i =0;i api;delete ap;void f(int n)vector a(n);for(int i =0;i ai;03:25:0712安全性：編程在算法設計上是挖空心思的勞動過程，而在運用語言對之描述上應該瀟灑自在：容易表達，不容易出錯，運行上更安全。好的編程方法能夠幫助程序員實現(xiàn)瀟灑編程抽象數(shù)據(jù)類型中可以將大量安全代碼嵌入其中，從而使應用編程瀟灑自在實現(xiàn)抽象數(shù)據(jù)類型的過程本身也是使用其他抽象數(shù)據(jù)類型的應用編程，同樣也充滿著瀟灑與自在03:25:0713void f(char *s)string s1,s2=s;s1 = s;char *st = new char(strlen(

7、s)+1);strcpy(st,s);char a40;strncpy(a,s);void g()char *str = “hello world”;f(str);03:25:0714可維護性：指局部修改不影響系統(tǒng)全局的總體性能，而系統(tǒng)產(chǎn)生的問題通?？梢酝ㄟ^局部維護(修改或更換部件)來解決。模塊化編程使程序可拆裝，可局部修改，而不影響整體性能與工作，因而可維護性強，過程化編程是將過程模塊化，具有一定的可維護性；對象化編程是將數(shù)據(jù)類型也模塊化，從而導致更方便的維護性能03:25:0715可擴充性：指系統(tǒng)擴展時，只增加擴展代碼，而對原系統(tǒng)的正常運作只作很少的修改甚至不修改功能擴展的影響：過程化編程

8、，會涉及多處擴展代碼與原系統(tǒng)不和諧所帶來的修改對象化編程，如果是抽象數(shù)據(jù)類型的功能擴展，則不會影響原系統(tǒng)的正常運行，而只是支持應用程序中增加的一些擴展代碼而已；如果是應用程序功能擴展，那是使用抽象數(shù)據(jù)類型的抽象代碼擴展，其修改量比之低級代碼要少03:25:0716效率：前提：代碼量大不等于運行量大效率除了看速度，還要看損耗，既要考慮編程方便，又要考慮運行性能(時空效率)1過程化程序代碼量少，但對象化程序的代碼量相對較多，但不占系統(tǒng)空間2過程化程序編寫安全代碼代價大，因而不系統(tǒng)，對象化程序可以方便地在抽象數(shù)據(jù)類型中嵌入安全代碼，從而導致了代碼量大的問題，如果讓過程化程序達到其安全指標，為此增加的

9、代碼量比對象化程序更多03:25:07173. 分析Joses問題 ( Analysis the Joses Problem )過程化分析：按實現(xiàn)過程分析，功能劃分，從而得到幾個算法步驟：獲得小孩數(shù)n，開始位置s，間隔數(shù)m創(chuàng)建環(huán)鏈表循環(huán)數(shù)數(shù)，排除n-1個小孩輸出剩下的小孩編號(勝利者)善后工作(清除環(huán)鏈表)03:25:0718對每個算法步驟，分而治之：例如，環(huán)鏈表操作的復雜性，在循環(huán)數(shù)數(shù)中體現(xiàn)初始化和善后處理都必須由程序員一人承擔，工作量大，容易產(chǎn)生錯誤03:25:0719對象化分析：先考慮一些能對應抽象數(shù)據(jù)類型的實體，如，以小孩為元素的鏈表類，問題本身也是一個類，然后脫離問題，先來定制類或者重用類，最后基于類型來實現(xiàn)算法(簡單得多)鏈表類：它有創(chuàng)建，增加，減少，修改，搜索等操作問題(Josephus)類:它有創(chuàng)建，獲得勝利者操作03:25:07206. 程序維護 ( Program Maintenance )維護要求：將上述Josephus問題進行擴展，使之能夠實現(xiàn)求解若干個勝利者的功能，但同時要求保留原來的求解一個獲勝者的功能。為了實現(xiàn)上述擴展功能，都是在Josephus類中暗中完成的，所以只要修改Josephus類的 getWinner成員函數(shù)，而無須修改應用程序，便可達到維護好系統(tǒng)的目的03:25:07217. 程序擴展 ( Program E