33847-00劉實用軟件工程

1、第5章 軟件實現(xiàn) 劉金安TEL: 22022/9/9程序設計語言的性能 結構化程序設計的原則 源程序的設計風格 程序復雜性度量方法 軟件開發(fā)過程的文檔教學重點32022/9/95.1 程序設計語言選擇 完美的方案必須通過高質量的編碼來實現(xiàn)。確認軟件需求后，程序語言的技術特性就顯得非常重要了。程序設計語言的選擇應該考慮以下因素：項目的應用范圍算法和計算復雜性軟件執(zhí)行的環(huán)境性能上的考慮數(shù)據(jù)結構的復雜性軟件開發(fā)人員的知識水平等42022/9/95.2 結構化程序設計 結構程序設計的概念最早是由E.W.Dijkstra 提出來的，他指出：“可以從高級語言中取消GOTO 語句，程序質量與程序中所包含的G

2、OTO 語句的數(shù)量成反比?！薄２⒅赋鼋Y構化程序設計并非簡單的取消GOTO 語句，而是創(chuàng)立一種新的程序設計思想、方法和風格，以顯著提高軟件生產(chǎn)率和質量。 52022/9/95.2 結構化程序設計 GOTO語句可以靈活跳轉，如果不加限制，它的確會破壞結構化設計風格。其次， GOTO語句經(jīng)常帶來錯誤或隱患。 大量采用GOTO語句實現(xiàn)控制路徑，會使程序路徑變得復雜而且混亂，因此要嚴格控制GOTO語句的使用。 5.2.1 關于GOTO語句的爭論62022/9/95.2 結構化程序設計 程序結構是按功能劃分為若干個基本模塊；各模塊之間的關系盡可能簡單，在功能上相對獨立；使用順序、選擇、循環(huán)等基本控制結構表

3、示程序邏輯；控制結構只準許有一個入口和一個出口；程序語句組成容易識別的模塊，每個模塊必須有一個入口和一個出口；復雜結構應該用基本控制結構進行組合嵌套來實現(xiàn)；嚴格控制GOTO語句，在可以改善程序性能，同時又不影響或者損害程序可讀性的情況下才可以使用GOTO語句。 5.2.2 結構化程序設計的原則 72022/9/95.2 結構化程序設計 在詳細設計和編碼階段，應當采取自頂向下，逐步求精的方法，把一個模塊的功能逐步分解，細化為一系列具體的步驟，進而翻譯成一系列用某種程序設計語言寫成的程序。 5.2.3 程序設計自頂向下，逐步求精 82022/9/95.2 結構化程序設計 自頂向下，逐步求精方法的優(yōu)

4、點：自頂向下，逐步求精方法符合人們解決復雜問題的普遍規(guī)律?？商岣哕浖_發(fā)的成功率和生產(chǎn)率；用先全局后局部，先整體后細節(jié)，先抽象后具體的逐步求精的過程開發(fā)出來的程序具有清晰的層次結構，因此程序容易閱讀和理解；程序自頂向下，逐步細化，分解成一個樹形結構；程序清晰和模塊化，使得在修改和重新設計一個軟件時，可復用的代碼量最大；每一步工作僅在上層結點的基礎上做不多的設計擴展，便于檢查；有利于設計的分工和組織工作。 92022/9/95.3 源程序設計風格 程序實際上也是一種供人閱讀的表達思想的一段文字，只不過它不是用自然語言而是用程序設計語言編寫的。因此，一個邏輯上雖正確但雜亂無章的程序是沒有什么價值的

5、，因為它無法供人閱讀，也難以測試、排錯和維護。所以程序的設計風格就顯得尤為重要。102022/9/95.3 源程序設計風格 源程序的文檔化一般表現(xiàn)為以下幾個方面：標識符的命名準則 程序的注釋 書寫格式 5.3.1 源程序文檔化 標識符就是程序設計中涉及的模塊名、變量名、常量名、函數(shù)名、數(shù)據(jù)區(qū)名、緩沖區(qū)名等等，它的命名必須一般遵循一定的原則，但是往往不同的開發(fā)小組有不同的命名方式，但是都遵守一定的準則：要能顧名思義，名字應能反映它所代表的實際含義；應當選擇精煉的意義明確的名字，不要太長；在一個程序中，一個變量只應用于一種用途，不能同時代表多個含義。 112022/9/95.3 源程序設計風格 語

6、句結構直接影響到程序的可讀性及效率，應該采用直接、簡單、清晰的構造方式，而不要為了提高效率或者顯示技巧而降低程序的清晰性和可讀性。例如：交換變量a和b的值，你可以為了提高性能寫成：a=a+b; b=a-b;a=a-b這樣看起比較費解，需要好好分析才能得到結論，但是如果借助中間變量t就清楚地多，具體表達式如下：t=a;a=b;b=t; 5.3.2 語句結構 122022/9/95.3 源程序設計風格 在編寫程序時，需要注意數(shù)據(jù)說明的風格，為了要使程序中的數(shù)據(jù)說明更易于理解和維護，必須遵循以下原則：數(shù)據(jù)說明的次序應當規(guī)范化，使數(shù)據(jù)屬性容易查找，從而有利于測試、糾錯與維護。當多個變量名用一個語句說明

7、時，應當對這些變量按字母的順序排列。例如：應該把 int weight, name, score , age; 寫成： int age , name, score, weight;如果設計了一個復雜的數(shù)據(jù)結構，應當使用注釋來說明在程序實現(xiàn)時這個數(shù)據(jù)結構的固有結構。對一些復雜的數(shù)據(jù)的說明最好放在一個說明文件中，便于查找和修改。 5.3.3 數(shù)據(jù)說明 132022/9/95.3 源程序設計風格 輸入和輸出方式，在設計和程序編碼時都應遵守下列原則：對輸入數(shù)據(jù)都進行檢驗，以保證每個數(shù)據(jù)的有效性；檢查輸入項的各種重要組合的合理性，必要時報告輸入狀態(tài)信息；對于輸入輸出操作，安排適當?shù)木彌_區(qū)，以減少頻繁的信

8、息交換；使得輸入的步驟和操作盡可能簡單，并保持簡單的輸入格式；輸入數(shù)據(jù)時，應允許使用自由格式輸入；輸入一批數(shù)據(jù)時，最好使用輸入結束標志，而不要由用戶指定輸入數(shù)據(jù)數(shù)目；要在屏幕上使用提示符明確提示交互輸入的請求，指明可使用選擇項的種類和取值范圍；同時對于多項輸入的情況下，應該給出哪些項目為必填項，哪些項目為選填項；當程序設計語言對輸入輸出格式有嚴格要求時，應保持輸入格式與輸入語句的要求的一致性；設計良好的輸出報表。5.3.4 輸入和輸出 142022/9/95.3 源程序設計風格 程序的效率是指程序的執(zhí)行速度及程序所需占用的內(nèi)存的存儲空間。設計邏輯結構清晰、高效的算法，是提高程序效率的關鍵，提高

9、程序效率的幾條準則為： 效率是一個性能要求，應當在需求分析階段給出； 軟件效率以需求為準，不應以人力所及為準； 程序的效率與編碼的質量息息相關； 良好的設計可以提高效率； 程序的效率與程序的算法選擇相關，算法效率反映為程序的執(zhí)行速度和存儲容量的要求。5.3.5 效率 152022/9/95.4 程序復雜性度量 統(tǒng)計程序的源代碼包括代碼和注釋的行數(shù)，并以此行數(shù)作為程序復雜性的度量。這種方法計算簡單，與所用的高級程序設計語言類型無關。此方法基于兩個前提：程序復雜性隨著程序規(guī)模的增加不均衡地增長；控制程序規(guī)模的方法最好是采用分而治之的辦法。5.4.1 代碼行度量法 162022/9/95.4 程序復雜性度量 McCabe度量法基于一個程序模塊的程序圖中環(huán)路的個數(shù)。如果把程序流程圖中每個處理符號都退化成一個結點，原來聯(lián)結不同處理符號的流線變成連接不同結點的有向弧，這樣得到的有向圖就叫做程序流圖。其計算公式為： V(G)=m-n+2其中V(G)是強連通有向圖G中的環(huán)數(shù)；m是G中的弧數(shù)；n是G中的節(jié)點數(shù) 5.4.2 McCabe度量方法172022/9/95.4 程序復雜性度量 例如：如圖所示的程序流圖 其中，節(jié)點數(shù)為n=9弧數(shù)m=11則有McCabe環(huán)復雜度度量為4 5.4