高級語言軟件開發(fā)能力培養(yǎng).ppt

1、本章學習目標,高級語言的分類、特點和選擇 常用編程語言的特點 Turbo C的基本結(jié)構(gòu)和語句 面向?qū)ο蟮木幊谭椒?高級語言編程技術(shù)與編程風格,本章目錄,4.1 計算機程序和高級語言 4.2 常用編程語言簡介 4.3 面向?qū)ο缶幊陶Z言簡介 4.4 面向人工智能的語言簡介 4.5 編程的風格與原理,4.1 計算機程序和高級語言,人們用以同計算機“交談”的語言，稱為計算機語言。計算機語言的種類非常多，總的來說可以分成機器語言、匯編語言和高級語言三大類。 計算機所能識別的語言只有機器語言，即由0和1構(gòu)成的代碼。但通常人們編程時不采用機器語言，因為它非常難于記憶和識別。目前通用的編程語言有兩種形式：匯編

2、語言和高級語言。 高級語言所編制的程序不能直接被計算機識別，必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能執(zhí)行。按轉(zhuǎn)換方式可將它們分為兩類：解釋類和編譯類。,4.1.1 程序設(shè)計語言的特點,1名字說明 2類型說明 3初始化 4程序?qū)ο蟮木窒扌?5程序模塊 6循環(huán)控制結(jié)構(gòu) 7分支控制結(jié)構(gòu) 8異常處理 9獨立編譯,4.1.2 程序設(shè)計語言的選擇,適宜的程序設(shè)計語言能使根據(jù)設(shè)計去完成編碼時困難最少，可以減少程序測試量，并且可以得到易于閱讀和維護的程序。由于軟件系統(tǒng)的絕大部分成本用在生命周期的測試和維護階段，所以易于測試和維護是極其重要的。 匯編語言的優(yōu)點是目標程序執(zhí)行速度快，缺點是編程量大、困難，程序不易調(diào)試。 采用高級語言編程

3、效率高，編寫的程序易于閱讀、測試、調(diào)試和維護。,4.1.2 程序設(shè)計語言的選擇,具體選擇開發(fā)語言時可以考慮： 應(yīng)該有理想的模塊化機制，以及易讀性的控制結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：為了使程序容易測試和維護以減少生命周期的總成本； 編譯程序能夠盡可能多地發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤：為了便于調(diào)試和提高軟件可靠性； 有良好的獨立編譯機制：為了降低軟件開發(fā)和維護的成本,4.2 常用編程語言簡介,4.2.1 BASIC語言 4.2.2 FORTRAN語言 4.2.3 COBOL語言 4.2.4 PASCAL語言 4.2.5 C語言 4.2.6 Turbo C的基本結(jié)構(gòu),4.2.1 BASIC語言,Beginners All-P

4、urpose Symbolic Instruction Code “初學者通用符號指令編碼” 一種易學易用的高級語言，從FORTRAN語言簡化而來的，最初是美國Daltmouth學院為便于教學而開發(fā)的會話語言。它自1965年誕生以來，其應(yīng)用已遠遠超出教學范圍，并于1977年開始了標準化工作。 語言特點：簡單易學，基本BASIC只有17種語句，語法簡單，結(jié)構(gòu)分明，容易掌握；具有人機會話功能，程序易于修改與調(diào)試，非常適合初學者學習運用。,4.2.2 FORTRAN語言,1954年問世，1957年由IBM公司正式推出，最古老的高級程序語言之一 Formula Translator的縮寫 含義： “公

5、式翻譯” 允許使用數(shù)學表達式形式的語句來編寫程序，主要用于科學計算方面。簡單易學，至今仍富有強大的生命力。缺點是不便于進行結(jié)構(gòu)化程序的設(shè)計和編寫。,4.2.3 COBOL語言,Common Business Oriented Language “面向商業(yè)的通用語言”,1960年推出 特點: 按層次結(jié)構(gòu)來描述數(shù)據(jù)，具有完全適合現(xiàn)實事務(wù)處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、具有更接近英語自然語言的程序設(shè)計風格，易讀性強，世界上標準化最早的語言，通用性強。由于COBOL的這些特點，使其成為數(shù)據(jù)處理方面應(yīng)用最為廣泛的語言。,4.2.4 PASCAL語言,沃思（N.Wirth）教授于20世紀60年代末在瑞士蘇黎士聯(lián)邦工業(yè)大學

6、創(chuàng)立的 是系統(tǒng)地體現(xiàn)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計思想的第一種語言，適用于數(shù)值計算和數(shù)據(jù)處理。 特點：結(jié)構(gòu)清晰，便于驗證程序的正確性，簡潔、精致；控制結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型都十分豐富，表達力強、實現(xiàn)效率高、容易移植。,4.2.5 C語言,適合于作為系統(tǒng)描述語言，可用于編寫系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。 學習C+語言的基礎(chǔ)，掌握了C語言就容易學習 C+。 Turbo C 是美國Borland 公司的產(chǎn)品，其中使用了全然一新的集成開發(fā)環(huán)境，即使用了一系列下拉式菜單，將文本編輯、程序編譯、連接以及程序運行一體化，大大方便了程序的開發(fā)。,4.2.6 Turbo C的基本結(jié)構(gòu),1Turbo C程序的一般組成部分 （1）程序一般用小寫字母書

7、寫。 （2）大多數(shù)語句結(jié)尾必須要用“;”作為終止符，否則Turbo C 不認為該語句結(jié)束。 （3）每個程序必須有一個而且只能有一個稱作主函數(shù)的main()函數(shù)。 （4）每個程序體（主函數(shù)和每個子函數(shù)，如上例中的main()函數(shù)和lgc()函數(shù)）必須用一對花括號“”和“”括起來。,4.2.6 Turbo C的基本結(jié)構(gòu),（5）一個較完整的程序大致包括：包含文件（一組#include語句）、用戶函數(shù)說明部分、全局變量定義、主函數(shù)和若干子函數(shù)。在主函數(shù)和子函數(shù)中又包括局部變量定義、若干個Turbo C庫函數(shù)、控制流程語句、用戶函數(shù)的調(diào)用語句等。 （6）注釋部分包含在“/*”和“*/”之間，在編譯時它被

8、Turbo C編譯器忽略。,Turbo C源程序的一般形式為：,包含文件 子函數(shù)類型說明 全局變量定義 main() 局部變量定義 sub1() 局部變量定義 subN() 局部變量定義 ,4.3 面向?qū)ο缶幊陶Z言簡介,什么是對象？ 一個對象是一個數(shù)據(jù)類型。對象就像記錄一樣，是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。按最簡單的理解，可以將對象理解成一個記錄。但實際上，對象是一種定義不確切的術(shù)語，它常用來定義抽象的事務(wù)，是構(gòu)成應(yīng)用程序的項目，其內(nèi)涵遠比記錄要豐富。在本節(jié)中，對象可被理解為可視化部件如按鈕、標簽、表等。 對象的三個特征：封裝性、繼承性、多態(tài)性。,4.3 面向?qū)ο缶幊陶Z言簡介,4.3.1 Visual Bas

9、ic語言 4.3.2 Visual C+語言 4.3.3 Java和J+語言 4.3.4 Delphi語言 4.3.5 .NET Framework概述 4.3.7 C#語言,4.3.1 Visual Basic語言,Microsoft公司提供的Windows環(huán)境下的面向?qū)ο蟮目梢暬_發(fā)工具 “Visual”指的是開發(fā)圖形用戶界面GUI（Graphical User Interfaces）的方法。不需編寫大量代碼去描述界面元素的外觀和位置，而只要把預(yù)先建立的對象添加到屏幕上的某處即可。 Visual Basic功能強大，很容易在應(yīng)用程序內(nèi)通過 Internet 或 Intranet訪問文檔和應(yīng)

10、用程序，或者創(chuàng)建 Internet 服務(wù)器應(yīng)用程序。,4.3.2 Visual C+語言,C+包含了C的全部特征、屬性等優(yōu)點。同時添加了對面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）的完全支持。 Visual C+由Microsoft C/ C+演化而來的，從Microsoft C/ C+ 8.0開始改稱為Visual C+，發(fā)展到今天的Visual C+ .NET。 最主要的技術(shù)特點：可視化編程和支持面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù).,4.3.3 Java和J+語言,Java和J+是以C+為基礎(chǔ)的但更適于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的面向?qū)ο蟮母呒壵Z言。 Java和J+尤其適于生成網(wǎng)頁上栩栩如生的圖畫和稱為applet的Java應(yīng)用程序，其中包含

11、用戶定制的像按鈕、復(fù)選框和文字輸入框之類的網(wǎng)頁控件。 Java是一種獨立于平臺的語言，Java程序不但能在微機上運行而且可運行在Macintosh和UNIX機上。J+提供給程序員的工具要求Windows的支持。,4.3.4 Delphi語言,Borland公司推出的可視化編程環(huán)境，一種方便、快捷的Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具。 語言基礎(chǔ)是PASCAL，Delphi編程環(huán)境自動為Delphi應(yīng)用程序生成應(yīng)用程序框架，這一框架正是應(yīng)用程序的“骨架”。在骨架上即使沒有附著任何東西，仍可以嚴格地按照設(shè)計運行。編程人員所要做的工作只是在“骨架”中加入程序代碼，以實現(xiàn)自己的目的。 Delphi就是Vis

12、ual Pascal，使用的是面向?qū)ο蟮腜ASCAL（Object Pascal）。,4.3.4 Delphi語言,打開一個新的空窗體，加入一個memo部件和四個按鈕，并排列整齊。改變按鈕部件的Name屬性，分別命名為Cut，Copy，Paste，Clear?？梢园l(fā)現(xiàn)：當Name屬性發(fā)生改變時，Caption屬性將發(fā)生相應(yīng)的變化。在Caption屬性前加標“&”號設(shè)立加速鍵，即稱為圖4.1的窗體。,4.3.4 Delphi語言,為每一個按鈕建立如下的事件處理過程 執(zhí)行此程序。 可以在備注部件中輸入文本，在進行了文本的標記后，可以任意地進行剪切、拷貝、粘貼和清除。當按鈕被按動時，就調(diào)用相應(yīng)的過程

13、進行處理。,4.3.5 .NET Framework概述,Visual Studio的重大升級版本，主要包括Visual Basic.NET、Visual C+.NET和C#三個開發(fā)工具。 .NET的兩個主要組成部分是Microsoft .NET Framework SDK（軟件開發(fā)工具包）和Visual Studio IDE（集成開發(fā)環(huán)境）。IDE用來開發(fā)程序，而Framework則用于運行程序。 .NET Framework為開發(fā)和運行在不同平臺、不同語言編寫的應(yīng)用程序以及XML Web服務(wù)提供了一個平臺。.NET Framework由公共語言運行庫、類庫以及ASP.NET組成，ASP.N

14、ET是基于組件的動態(tài)服務(wù)器頁面。,4.3.5 .NET Framework概述,圖4.2 用.NET公共語言運行庫編譯和執(zhí)行程序的步驟,4.3.6 Visual Basic.NET語言,Visual Basic.NET（又稱Visual Basic 7.0或VB 7.0）是Microsoft公司在Visual Basic 6.0之后推出的最新版本，集成在Visual Studio.NET中，與Visual C+.NET以及C#組成了.NET構(gòu)架。 Visual Basic.NET新增加了許多新的面向?qū)ο蟮奶匦员热缋^承、重載等等。語言的新特點也包括了對進程的控制和底層結(jié)構(gòu)的操作，這些新特性使得V

15、isual Basic.NET再次成為程序員關(guān)注的焦點。,4.3.7 C#語言,C#是一種以.NET為基礎(chǔ)的語言。.NET平臺提供了一個運行C#語言的環(huán)境，叫做CLR（Common Language Runtime），CLR和Java的虛擬機十分相似。CLR管理著代碼的執(zhí)行，并且提供了跨語言集成、跨語言異常處理和良好的安全性等服務(wù)。 C#是Visual Studio .NET中的一個組成部分。,4.3.7 C#語言,圖4.3 C#源程序的編譯過程,4.4 面向人工智能的語言簡介,4.4.1 LISP語言 4.4.2 Prolog語言,4.4.1 LISP語言,一種計算機的表處理語言,也是函數(shù)型

16、語言。 最初作為書寫字符與表的遞歸函數(shù)的形式系統(tǒng)出現(xiàn)的，1958年由美國麻省理工學院的人工智能小組提出，是為問答系統(tǒng)設(shè)計的一種語言。 LISP語言一般為解釋型語言，但也有了編譯型的LISP語言，并已經(jīng)有了專用的LISP機。,4.4.2 Prolog語言,Prolog （Programming in Logic）是邏輯型語言。邏輯程序設(shè)計首先由英國愛丁堡大學的Robert Kowalski從理論方面提出. Prolog由程序設(shè)計的“How to do the Job”向“What you want to do”前進一步。用戶只要說明已知事實是什么，定義規(guī)則（說明對象間的關(guān)系），再告訴要解決的問題

17、是什么（詢問）就行了，不必告訴計算機如何一步一步做，問題的求解是通過Prolog的內(nèi)部機制自動生成。 遞歸是Prolog語言的重要特點之一。,4.5 編程的風格與原理,4.5.1 寫程序的風格 4.5.2 高級語言的程序設(shè)計原理 4.5.3 程序設(shè)計方法論,4.5.1 寫程序的風格,1程序內(nèi)部的文檔 程序內(nèi)部的文檔包括恰當?shù)臉俗R符、適當?shù)淖⒔夂统绦虻囊曈X組織等。 選取含義鮮明的名字，使它能正確地提示程序?qū)ο笏淼膶嶓w，這對于幫助閱讀者理解程序是很重要的。如果使用縮寫，那么縮寫規(guī)則應(yīng)該一致，并且應(yīng)該給每個名字加注解。 正確的注解非常有助于對程序的理解。,4.5.1 寫程序的風格,2數(shù)據(jù)說明 數(shù)

18、據(jù)說明的次序應(yīng)該標準化 當多個變量名在一個語句中說明時，應(yīng)該按字母順序排列這些變量。 如果設(shè)計時使用了一個復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則應(yīng)該用注解說明實現(xiàn)這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法和特點。,4.5.1 寫程序的風格,3語句構(gòu)造 構(gòu)造語句時應(yīng)該遵循的原則是，每個語句都應(yīng)該簡單而直接，不能為了提高效率而使程序變得過分復(fù)雜。,4.5.1 寫程序的風格,4輸入/輸出 對所有輸入數(shù)據(jù)都進行檢驗；檢查輸入項重要組合的合法性；保持輸入格式簡單；使用數(shù)據(jù)結(jié)束標記，不要求用戶指定數(shù)據(jù)的數(shù)目；明確提示交互式輸入的請求，詳細說明可用的選擇或邊界數(shù)值；當程序設(shè)計語言對格式有嚴格要求時，應(yīng)保持輸入格式一致；設(shè)計良好的輸出報表；給所有輸出數(shù)據(jù)加標志。,4.5.1 寫程序的風格,5效率 效率主要指處理機時間和存儲器空間兩個方面。,4.5.2 高級語言的程序設(shè)計原理,完成給定任務(wù)程序設(shè)計的大致流程是：應(yīng)用問題建立數(shù)學模型選用計算機方法畫流程圖選用某種語言編寫程序調(diào)試程序進行解釋或編譯產(chǎn)生目標代碼運行目標代碼輸出。 1計算方法 2流程圖 3程序設(shè)計,本章小結(jié),計算機程序是有序指令的集合，而程序是用計算機語言編寫的。 軟件開發(fā)人員應(yīng)關(guān)