軟件工程經(jīng)典培訓

公共基礎(chǔ)知識軟件工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫設計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法程序設計基礎(chǔ)1軟件工程基礎(chǔ)

軟件的規(guī)模大小決定了軟件開發(fā)的難度，因此，必須采用科學的軟件開發(fā)方法，采用抽象、分解等科學方法降低復雜度，以工程的方法管理和控制軟件開發(fā)的各個階段，以保證大型軟件系統(tǒng)的開發(fā)具有正確性、易維護性、可讀性和可重用性1.1軟件工程基本概念

軟件的發(fā)展大致分為四個階段：（如下圖）階段第一階段第二階段第三階段第四階段程序設計階段程序系統(tǒng)階段軟件工程階段（結(jié)構(gòu)化方法發(fā)）軟件工程階段（面向?qū)ο蠓椒ǎ┑湫图夹g(shù)面向批處理有限的分布自定義軟件多用戶實時數(shù)據(jù)庫軟件產(chǎn)品分布式系統(tǒng)嵌入“智能”低成本硬件消費者的影響強大的桌面系統(tǒng)面向?qū)ο蠹夹g(shù)專家系統(tǒng)人工神經(jīng)網(wǎng)絡網(wǎng)絡計算機軟件危機和軟件工程軟件危機主要表現(xiàn)在：對軟件開發(fā)成本和進度的估計常常很不準確，經(jīng)費預算經(jīng)常突破，完成時間一再拖延；開發(fā)的軟件不能滿足用戶要求，用戶軟件不滿意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生；開發(fā)的軟件可維護性差、可靠性差軟件工程：運用系統(tǒng)的、規(guī)范的和可定量的方法開發(fā)、運行和維護軟件。它包含三個要素：

方法（Methodologies）

工具（Tools）過程（Procedures）軟件工程過程和軟件生命周期

軟件工程過程

軟件生命周期

軟件生命周期模型

軟件工程的目標和原則

軟件開發(fā)工具與軟件開發(fā)環(huán)境

下圖為軟件生命周期各階段的任務：時期階段任務文檔軟件計劃問題定義理解用戶要求，劃清工作范圍計劃說明書可行性研究可行性方案及代價需求分析軟件系統(tǒng)的目標及應完成的工作需求規(guī)格說明書軟件開發(fā)概要設計系統(tǒng)的邏輯設計軟件概要設計說明書詳細設計系統(tǒng)模塊設計軟件詳細設計說明書軟件編碼編寫程序代碼程序、數(shù)據(jù)、詳細注釋軟件測試單元測試、綜合測試測試后的軟件、測試大綱、測試方案與結(jié)果軟件維護軟件維護運行和維護維護后的軟件圖為軟件生命周期的瀑布模型和快速原形法模型軟件計劃需求分析軟件設計軟件編碼軟件測試軟件維護需求分析快速設計建立模型用戶評價模型修改原型生產(chǎn)產(chǎn)品軟件工程目標和原則目標：在給定成本、進度的前提下，開發(fā)出具有有效性、可靠性、可理解性、可維護性、可重用性、可適應性、可移植性、可追蹤性并滿足用戶需求的產(chǎn)品

軟件工程理論和技術(shù)性研究的內(nèi)容：軟件開發(fā)技術(shù)和軟件管理技術(shù)原則：抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完備性和可驗證性軟件開發(fā)工具與開發(fā)環(huán)境軟件開發(fā)工具：是為支持軟件人員開發(fā)和維護活動而使用的軟件。作用：可以幫助開發(fā)人員完成一些繁瑣的程序編制和調(diào)試問題，是軟件開發(fā)人員將更多的精力和時間投放到最重要的軟件需求和設計上，提高軟件開發(fā)的速度和質(zhì)量。1.2結(jié)構(gòu)化分析方法結(jié)構(gòu)化方法（StructuredMethodology）：是計算學科的一種典型的系統(tǒng)開發(fā)方法，它采用了系統(tǒng)科學的思想方法，從層次的角度，自頂向下的分析和設計系統(tǒng)。內(nèi)容：結(jié)構(gòu)化分析（StructuredAnalysis）

結(jié)構(gòu)化設計（StructuredDesign）

結(jié)構(gòu)化程序設計（StructuredProgramDesign）軟件開發(fā)過程

問題定義可行性研究需求分析與需求分析方法結(jié)構(gòu)化分析方法概述軟件需求規(guī)格說明書結(jié)構(gòu)化分析方法使用的工具

數(shù)據(jù)流圖（DataFlowDiagram）從數(shù)據(jù)傳遞和加工的角度，以圖形方式刻畫數(shù)據(jù)流從輸入到輸出的移動變換過程

數(shù)據(jù)字典（DataDictionary）需對數(shù)據(jù)流圖中的各個元素作完整的定義和說明，是數(shù)據(jù)流圖的補充工具

加工邏輯描述工具（常用：結(jié)構(gòu)化自然語言、判定樹和判定表）1.3結(jié)構(gòu)化設計方法軟件設計的基本概念：是一個把軟件需求轉(zhuǎn)化為軟件表示的過程，即把分析結(jié)果加工為在程序細節(jié)上接近于源程序的軟件表示（軟件描述）軟件設計階段分為：

系統(tǒng)的總體設計或概要設計（確定軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）系統(tǒng)的詳細設計（進行各模塊的具體設計）概要設計概要設計又稱為總體設計，它的任務是確定軟件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)化設計方法的基本思想：采用自頂向下的模塊化設計方法，按照模塊化原則和軟件設計策略，將需求分析得到的數(shù)據(jù)流圖，映射成由相對獨立、單一功能的模塊組成的軟件結(jié)構(gòu)概要設計概要設計的圖形工具（層次圖、HIPO圖、軟件結(jié)構(gòu)圖）軟件設計原理軟件結(jié)構(gòu)設計原則面向數(shù)據(jù)流的設計方法（變換流分析設計和事務流分析設計）設計規(guī)格說明軟件結(jié)構(gòu)設計原則提高模塊獨立性模塊規(guī)模應該適中模塊的深度、寬度、扇出和扇入適當模塊的作用域應該在控制域之內(nèi)降低模塊接口的復雜程度設計單入口和單出口模塊詳細設計任務：為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每一個模塊確定實現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并用某種工具描述出來結(jié)構(gòu)化程序設計詳細設計工具（程序流程圖、盒圖[N-S圖]、PAD圖）詳細設計規(guī)格說明1.4軟件測試一、軟件測試的目的與任務目的：確保軟件的質(zhì)量，盡量找出軟件錯誤并加以糾正，而不是證明軟件沒有錯。任務：測試任務（通過采用一定的測試策略，找出軟件中的錯誤）調(diào)試任務或糾錯任務（如果測試到錯誤，則定位軟件中的錯誤，加以糾正）二、軟件測試的準則三、軟件測試技術(shù)與方法綜述

方法：靜態(tài)測試法動態(tài)測試法

技術(shù)：白盒測試用例設計黑盒測試用例設計1.4軟件測試白盒測試用例設計、邏輯覆蓋以程序的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的測試用例設計技術(shù)，它要求測試人員十分清楚程序的邏輯結(jié)構(gòu)，考慮的是測試用例對程序內(nèi)部邏輯覆蓋的程度根據(jù)覆蓋的目標，可分為：語句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、判定/條件覆蓋、路徑覆蓋、基本路徑測試

黑盒測試用例設計分類：

等價類劃分法邊界值分析法錯誤推測法因果圖四、軟件測試的實施

單元測試集成測試確認測試系統(tǒng)測試五、軟件測試計劃與測試分析報告測試是軟件生存周期中的一個獨立的關(guān)鍵的階段1.4軟件測試1.5程序的調(diào)試程序調(diào)試可以分為：靜態(tài)調(diào)試（主要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）動態(tài)調(diào)試（是靜態(tài)調(diào)試的輔助）主要的調(diào)試方法有：強行排錯法回溯法原因排除法2數(shù)據(jù)庫設計基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)庫概念數(shù)據(jù)模型關(guān)系代數(shù)數(shù)據(jù)庫設計與管理2.1數(shù)據(jù)庫概念數(shù)據(jù)（Data）數(shù)據(jù)處理（DataProcessing）數(shù)據(jù)庫（Database，DB）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DatabaseManagementSystem，DBMS）數(shù)據(jù)庫管理員（DatabaseAdministrator，DBA）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DatabaseSystem，DBS）數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)（DatabaseApplicationSystem，DBAS）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展

人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（在關(guān)于數(shù)據(jù)庫的諸多新技術(shù)中，比較重要的三種是：

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)、知識庫系統(tǒng)，以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的擴充）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本功能

數(shù)據(jù)定義功能數(shù)據(jù)操縱功能數(shù)據(jù)庫運行控制功能數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特點數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的高共享性和低冗余性數(shù)據(jù)的獨立性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與控制數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系模式：是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，它僅僅涉及到型的描述，不涉及到具體的值。模式的一個具體值稱為模式的一個實例，同一個模式可以有多個實例。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用三級模式結(jié)構(gòu):概念模式、外模式（是概念模式的邏輯子集，也稱子模式或用戶模式）內(nèi)模式（也稱存儲模式）并提供二級映像功能2.2數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型（datamodel）：是表示實體類型及實體之間聯(lián)系的模型數(shù)據(jù)模式的三個要素：

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)的完整性約束條件

數(shù)據(jù)模型的三個級別：

概念數(shù)據(jù)模型邏輯數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型2.2數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的分類

E-R模型（實體聯(lián)系模型）是直接從現(xiàn)實世界中抽象出實體類型及實體間聯(lián)系，然后用實體聯(lián)系圖（E-R圖）表示數(shù)據(jù)模型

層次模型（若用圖表示，它是一棵倒立的樹）

網(wǎng)狀模型（若用圖表示是一個網(wǎng)絡）

關(guān)系模型（數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表）2.3關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)：是一種抽象的查詢語言，是關(guān)系數(shù)據(jù)操縱語言的一種傳統(tǒng)表達方式，它是用對關(guān)系的運算來表達查詢的。包含：運算對象、運算符和運算結(jié)果三大要素

關(guān)系代數(shù)的運算對象是關(guān)系，運算結(jié)果亦為關(guān)系，所以說，它是關(guān)系模型和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ)傳統(tǒng)的集合運算并（Union)關(guān)系R和關(guān)系S的并記做R∪S，由屬于R或S的元組組成，結(jié)果仍為n目關(guān)系差（Difference）關(guān)系R和關(guān)系S的差記做R-S，由屬于R不屬于S的元組組成，結(jié)果仍為n目關(guān)系交（Intersection）關(guān)系R和關(guān)系S的交記做R∩S，由屬于R且屬于S的元組組成，結(jié)果仍為n目關(guān)系廣義笛卡爾積兩個分別為n目和m目的關(guān)系R和S的廣義笛卡爾積R*S是一個（n+m)列的元組的集合關(guān)系R和S及其三種傳統(tǒng)的集合運算（如下圖）ABCA1a2a3B2b2b3C2c1c1ABCa2A1a3b2B2b3c1C2c3ABCA1A1A2a1B1B2B2b3C1C2C1c2ABCa3b3c1ABCA1a2B2b2C2c1關(guān)系R關(guān)系SR∩SR∪SR-S專門的關(guān)系運算選擇運算：是一個單目運算，是從關(guān)系R中選取滿足一定條件的元組子集。記做：其中σ

是選擇運算符；F是限定條件的布爾表達式，由邏輯運算符∧、∨等連接關(guān)系表達式組成。關(guān)系表達式的基本形式為：XθY，其中θ={>、≥、<、≤、=、≠}，X、Y可以是屬性名、常量或簡單函數(shù)投影（Projection）運算：也是一個單目運算，是從關(guān)系R中選取所需要的列組成一個新關(guān)系。記做：

∏A（R）{t[A]︱t∈R}

其中∏是投影運算符；A為關(guān)系R屬性的子集；t[A]為R中元組相應于屬性A的分量連接（Jion）運算：是從2個關(guān)系的笛卡爾積中選取屬性間滿足一定連接條件的元組集合專門的關(guān)系運算除（Division）：

給定關(guān)系R（X，Y）和S（Y，Z）其中X，Y，Z是屬性組。R中的Y與S中的Y可以有不同的屬性名，但必須出自相同的域集。R與S的除運算得到一個新關(guān)系P（X），P是R中滿足下列條件的元組在X屬性列上的投影：

R在X上分量值為X的諸元素在Y上投影的集合包含S在Y上投影的集合。除操作是同是從行和列的角度進行運算。

除操作符用÷表示專門的關(guān)系運算2.4數(shù)據(jù)庫設計與管理數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)的設計步驟：用戶需求分析概念設計邏輯設計物理設計數(shù)據(jù)庫實施數(shù)據(jù)庫的維護數(shù)據(jù)庫設計的需求分析

用戶的信息要求用戶的處理要求對數(shù)據(jù)的安全性、完整性的要求數(shù)據(jù)庫的概念設計概念結(jié)構(gòu)設計：只講需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu)即概念模型的過程概念結(jié)構(gòu)獨立于數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)，也獨立于支持數(shù)據(jù)庫的DBMS。

它是現(xiàn)實世界與機器世界的中介，它一方面能夠充分反映現(xiàn)實世界，包括實體與實體之間的聯(lián)系，同時又易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)庫的邏輯設計邏輯結(jié)構(gòu)設計的步驟：將概念結(jié)構(gòu)向一般關(guān)系模型轉(zhuǎn)化將第一步得到的結(jié)構(gòu)向特定的DBMS支持下的數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換依據(jù)應用的需求和具體的DBMS特征進行調(diào)整與完善數(shù)據(jù)庫的物理設計

確定數(shù)據(jù)的存儲安排存取路徑的選擇和調(diào)整確定系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)庫的管理主要指：

數(shù)據(jù)庫的實施和維護分三個步驟：數(shù)據(jù)的載入和應用程序的調(diào)試數(shù)據(jù)庫的試運行數(shù)據(jù)庫的運行和維護數(shù)據(jù)庫的維護在數(shù)據(jù)庫運行階段，對數(shù)據(jù)庫經(jīng)常性的維護工作主要是由DBA完成的。包括：

數(shù)據(jù)庫的存儲和恢復數(shù)據(jù)庫的安全性、完整性控制數(shù)據(jù)庫性能的監(jiān)督、分析和改進數(shù)據(jù)庫的重組織與重構(gòu)造3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法

算法數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念線性表及順序存儲結(jié)構(gòu)棧和隊列線性鏈表樹與二叉樹查找與排序3.1算法定義：對解題方案的準確而完整的描述算法基本特征：

可行性（effectiveness）

確定性（definiteness)

有窮性（finiteness)

擁有足夠的情報3.1算法2.算法基本要素：

對數(shù)據(jù)的運算與操作 算術(shù)、邏輯、關(guān)系運算 數(shù)據(jù)傳輸：賦值、輸入、輸出

算法的控制結(jié)構(gòu) 順序、選擇、循環(huán)3.1算法3.算法設計的基本方法：

列舉法 歸納法 遞推 遞歸 減半遞推（分治法） 回溯法

3.2算法復雜度評價一個算法優(yōu)劣的主要標準是：

算法的執(zhí)行效率與存儲需求算法的效率：指的是時間復雜度（TimeComplexity）存儲需求：指的是空間復雜度（SpaceComplexity）

一般情況下，算法中的基本操作重復操作執(zhí)行的次數(shù)是問題規(guī)模n的某個函數(shù)f(n),算法的時間復雜度記做T(n)=O(f(n))3.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

是描述客觀事物的數(shù)、字符以及所有能輸入到計算機中并被計算機程序加工處理的符號的集合數(shù)據(jù)元素

是數(shù)據(jù)的基本元素，即數(shù)據(jù)集合中的個體數(shù)據(jù)項

具有獨立意義的最小數(shù)據(jù)單位數(shù)據(jù)對象

具有相同特性的數(shù)據(jù)元素的集合，是數(shù)據(jù)的子集結(jié)構(gòu)

被計算機加工的數(shù)據(jù)元素之間存在的關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

帶有結(jié)構(gòu)特性的數(shù)據(jù)元素的集合數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)

集合線性結(jié)構(gòu)樹形結(jié)構(gòu)圖狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)3.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)一、順序存儲結(jié)構(gòu)

主要特點：結(jié)點中只有自身信息域，沒有連接信息域，因此存儲密度大，存儲空間利用率高可以通過計算直接確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中第i個結(jié)點的存儲地址Li，計算公式：L0+（i-1）m。（其中L0為第一個結(jié)點的存儲地址，m為每個結(jié)點所占用的存儲單元個數(shù)插入、刪除運算不便，會引起大量結(jié)點的移動3.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念及術(shù)語二、鏈式存儲結(jié)構(gòu)主要特點：結(jié)點中除自身信息之外，還有表示連接信息的指針域，因此比順序存儲密度小，存儲空間利用率低邏輯上相鄰的結(jié)點物理上不必鄰接，可用于線性表、樹、圖等多種邏輯結(jié)構(gòu)的存儲表示插入、刪除操作靈活方便，不必移動結(jié)點，只要改變結(jié)點中的指針值即可

數(shù)據(jù)的運算檢索：在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里查找滿足一定條件的結(jié)點插入：往數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里增加新的結(jié)點刪除：把指定的結(jié)點從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里去掉更新：改變指定結(jié)點的一個或多個域的值排序：保持線性結(jié)構(gòu)的結(jié)點序列里結(jié)點數(shù)不變，把結(jié)點按某種指定的順序重新排列3.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念3.3線性表線性表是最常用的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。線性表的邏輯結(jié)構(gòu)是n個數(shù)據(jù)元素的有限序列（a1,a2,…,an）順序表：指用順序存儲結(jié)構(gòu)存儲的線性表鏈表：用鏈式存儲結(jié)構(gòu)存儲的線性表棧和隊列——是對線性表的插入、刪除運算可以發(fā)生的位置加以限制的兩種特殊的線性表順序表和一維數(shù)組各種高級語言里的一維數(shù)組就是用順序方式存儲的線性表，因此常用一維數(shù)組稱呼順序表

若順序表中結(jié)點個數(shù)為n，則：

插入一個結(jié)點平均需要移動之結(jié)點個數(shù)為n/2，算法的時間復雜度是O(n)；

刪除一個結(jié)點平均需移動結(jié)點個數(shù)為（n-1）/2，算法的時間復雜度是O(n)鏈表線性鏈表（單鏈表）：刪除算法的時間復雜度為O(n)，其主要執(zhí)行時間是搜索刪除位置循環(huán)鏈表：指鏈表的最后一個結(jié)點的指針值指向第一個結(jié)點，整個鏈表形成一個環(huán)（如下圖）…結(jié)點1結(jié)點2結(jié)點n3.4棧棧：是一種特殊的線性表，是限定僅在表尾進行插入和刪除運算的線性表，表尾稱為棧頂（top），表頭稱為棧底（bottom）?？諚＃褐副碇袩o元素棧中有元素a1,a2,…,an，如下頁圖所示，稱a1為棧底元素。新元素進棧要置于an之上，刪除或退棧先對an進行，即“后進先出”（LIFO）的操作原則棧的物理存儲可以用

順序存儲結(jié)構(gòu)或鏈式存儲結(jié)構(gòu)棧的運算還有取棧頂元素，檢查棧是否為空，清除等。棧的插入和刪除ABACBABAFEBAATOPTOPTOPTOPTOPTOPan…a2a1進棧出棧棧底棧結(jié)構(gòu)(3)(1)(2)(5)(4)(6)3.5隊列隊列：是限定所有的插入都在表的一端進行，所有的刪除都在表的另一端進行的線性表。進行刪除的一端叫隊列的頭，進行插入的一端叫隊列的尾，如下頁圖所示。在隊列中，新元素總是加入到隊尾，每次刪除的總是對頭元素，即當前“最老的”元素，這就是“先進先出”（FIFO）的操作原則隊列的物理存儲可以用：順序存儲結(jié)構(gòu)，也可用鏈式存儲結(jié)構(gòu)隊列的示意（如下圖）出隊列a1a2a3…an入隊列頭尾隊列的插入和刪除示例初態(tài)插入A插入B刪除A插入C插入D刪除B插入EFRAFRRRRRRFFFFFFBABBBCCCCDDD溢出3.6樹與二叉樹樹形結(jié)構(gòu)是一類重要的非線性結(jié)構(gòu)，樹和二叉樹是最常見的樹形結(jié)構(gòu)樹（Tree）:是一個或多個結(jié)點組成的有限集合T，有一個特定的結(jié)點稱為根（Root），其余的結(jié)點分為m（m≥0）個不相交的集合T1，T2，…，Tm，每個集合又是一棵樹，稱作這個根的子樹（Subtree)樹形結(jié)構(gòu)的常用術(shù)語結(jié)點的度（Degree）：一個結(jié)點的子樹的個數(shù)樹的度：樹中各結(jié)點的度的最大值樹葉（Leaf）：度為0的結(jié)點分支結(jié)點：度不為0的結(jié)點雙親（Parent）、子女（Child）：結(jié)點的各子樹的根稱作該結(jié)點的子女；相應的該結(jié)點稱作其子女的雙親兄弟（Sibling）：具有相同雙親的結(jié)點互為兄弟結(jié)點的層數(shù)（Level）樹的深度（Depth）森林（Forest）二叉樹二叉樹（BinaryTree）:是n（n≥0)個結(jié)點的有限集合，這個集合或者為空集（n=0），或者由一個根結(jié)點及兩棵不相交的、分別稱作這個根的左子樹和右子樹的二叉樹組成二叉樹不是樹的特殊情形，二者的區(qū)別：

二叉樹為有序樹性質(zhì)：1、在二叉樹的i層上，最多有2i-1個結(jié)點（i≥1）

2、深度為k的二叉樹最多有2k-1個結(jié)點(k≥1)完全二叉樹一棵深度為k且具有2k-1個結(jié)點的二叉樹稱為滿二叉樹（FullBinaryTree）深度為k，有n個結(jié)點的二叉樹，當且僅當其每一個結(jié)點都與深度為k的滿二叉樹中編號從1到n的結(jié)點一一對應時，稱為完全二叉樹樹的二叉樹表示在樹（森林）與二叉樹間有一個自然的一一對應的關(guān)系，每一棵樹都能唯一的轉(zhuǎn)換到它所對應的二叉樹把樹和森林轉(zhuǎn)化成對應的二叉樹：凡是兄弟就用線連起來，然后去掉雙親到子女的連線，只留下道第一個子女的連線不去掉二叉樹的存儲

二叉樹的存儲通常采用:鏈接方式。每個結(jié)點除存儲結(jié)點自身的信息外再設置兩個指針域了lIink和rlink，分別指向結(jié)點的左子女和右子女，當結(jié)點的某個指針為空時，則相應的指針值為空（NIL）。

結(jié)點的形式為：lIinkinforlink二叉樹的遍歷遍歷一個樹形結(jié)構(gòu)是指：按一定次序系統(tǒng)的訪問該結(jié)構(gòu)中的所有結(jié)點，使每個結(jié)點恰好被訪問一次前序遍歷法（NLR次序）訪問根，按前序遍歷左子樹，按前序遍歷右子樹后序遍歷法（LRN次序）按后序遍歷左子樹，按后序遍歷右子樹，訪問根中序遍歷法（LNR次序）按中序遍歷左子樹，訪問根，按中序遍歷右子樹3.7查找

查找：是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的基本運算

衡量一個查找運算法的主要標志是：查找過程中對關(guān)節(jié)碼進行的平均比較次數(shù)，或稱平均檢索長度，以n的函數(shù)的形式表示，n是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的結(jié)點個數(shù)順序查找順序查找：是線性表的最簡單的查找方法方法：用待查關(guān)鍵碼與線性表中各結(jié)點的關(guān)鍵碼值逐個比較，若找出相等的關(guān)鍵碼值則查找成功，若找遍所有結(jié)點都不相等，則查找失敗優(yōu)點：對線性表的結(jié)點邏輯次序和存儲結(jié)構(gòu)無要求缺點：平均檢索長度大假設表中各結(jié)點被查找的概率相同，即P=1/n,則順序查找成功的平均查找長度為(n+1)/2二分法查找二分法查找：是一種效率較高的線性表查找方法。要進行二分法查找，線性表結(jié)點必須是按關(guān)鍵碼值排號順序的，且線性表以順序方式存儲方法：首先用要查找的關(guān)鍵碼值與線性表中間位置結(jié)點的關(guān)鍵碼值相比較，這個中間結(jié)點把線性表分成兩個子表，比較相等則查找完成，不等則根據(jù)比較結(jié)果確定下一步的查找應在哪個子表中進行，如此下去，直到找到滿足條件的結(jié)點優(yōu)點：平均檢索長度小，為㏒2n。每經(jīng)過一次關(guān)鍵碼比較，則將查找范圍縮小一半，因此經(jīng)過㏒2n次比較就可完成查找過程缺點：排序線性表花費時間，順序方式存儲插入、刪除不便3.8排序排序：是數(shù)據(jù)處理中經(jīng)常使用的一種運算分類：直接插入排序選擇排序冒泡排序快速排序直接插入排序的基本方法：每步將一個待排序記錄按其關(guān)鍵碼值的大小插入到前面已排序的文件中適當位置上，直到全部插入為止選擇排序的基本思想：每一趟在n-i+1(i=1,2,…,n-1）個記錄中選取關(guān)鍵碼最小的記錄作為有序序列中的第i個記錄。它為最簡單且為我們最熟悉的排序冒泡排序的基本方法：將待排序的記錄順次兩兩比較，若為逆序，則進行交換快速排序：又稱分區(qū)交換排序，是對冒泡排序的一種改進?？焖倥判虻幕痉椒ǎ涸诖判蛐蛄兄腥稳∫粋€記錄，以它為基準用交換的發(fā)方法將所有記錄分成兩部分，關(guān)鍵碼比它小的在一個部分，關(guān)鍵碼值比它大的在另一個部分。再分別對兩個部分實施上述過程，一直重復到排序完成下圖為四種排序方法的比較：排序方法平均時間最壞情況輔助存儲直接插入排序選擇排序冒泡排序快速排序O(n2)O(n2)O(n2)O(n㏒2n)O(n2)O(n2)O(n2)O(n2)O(1)O(1)O(1)O(㏒2n)4程序設計基礎(chǔ)

程序設計語言發(fā)展程序設計方法與風格結(jié)構(gòu)化程序設計

面向?qū)ο蟪绦蛟O計程序設計指令：能被計算機直接識別與執(zhí)行的指示計算機進行某種操作的命令，CPU每執(zhí)行一條指令，就完成一個基本運算。程序：指令的序列即讓計算機解決某一問題而寫出的一系列指令程序設計：編寫程序的過程程序設計語言：用于描述計算機所執(zhí)行的操作語言4.1程序設計語言發(fā)展機器語言：采用計算機指令格式并以二進制編碼表達各種操作的語言匯編語言：一種符號語言，采用助記符來表達指令功能高級語言：是一種面向問題的語言第四代語言：是非過程化語言4.2程序設計方法與風格

良好程序設計風格的側(cè)重：源程序文檔如使用的符號名應具有一定的含義，以便對程序功能的理解；對源程序適當?shù)倪M行注解，以便讀者理解程序；在程序中利用空格、空行、縮進等技巧使程序?qū)哟吻宄Τ绦蛑械臄?shù)據(jù)進行適當說明程序中的語句結(jié)構(gòu)應該簡單直接，語句不復雜化要對程序的所有輸入數(shù)據(jù)檢查其合法性，檢查輸入項的各種重要組合的合理性，輸入格式要簡單，輸入允許默認值，輸入一批數(shù)據(jù)后最好使用結(jié)束標志，在交互式輸入/輸出中使用屏幕提示信息格式4.3結(jié)構(gòu)化程序設計

結(jié)構(gòu)化程序設計的原則

自頂向下逐步求精模塊化限制使用GOTO語句

結(jié)構(gòu)化程序設計的基本結(jié)構(gòu)與特點

順序結(jié)構(gòu)：按照程序語句行的自然順序，一條語句一條語句的往后執(zhí)行程序

選擇結(jié)構(gòu)：又稱分支結(jié)構(gòu)，它根據(jù)設定的條件，判斷應該選擇哪一條分支執(zhí)行相應的語句序列

循環(huán)結(jié)構(gòu)：又稱重復結(jié)構(gòu)，它根據(jù)給定的條件，判斷是否需要重復執(zhí)行某一相同的或相似的程序段4.3結(jié)構(gòu)化程序設計結(jié)構(gòu)化程序設計的優(yōu)點自頂向下逐步求精的方法符合人類解決復雜問題的普遍規(guī)律，可以顯著提高軟件開發(fā)的成功率和生產(chǎn)率先全局后局部、先整體后細節(jié)、先抽向后具體的逐步求精過程開發(fā)出的程序有清晰的層次結(jié)構(gòu)，使程序容易閱讀和理解使用單入口單出口控制結(jié)構(gòu)而不使用GOTO語句，使得程序的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和它的動態(tài)執(zhí)行情況一致控制結(jié)構(gòu)有確定邏輯模式，編寫程序代碼只限于使用很少幾種直截了當?shù)姆绞?，使源程序清晰流暢，易讀易懂而且容易測試程