程序設(shè)計(jì)與C程序設(shè)計(jì)初步

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1、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)基礎(chǔ)主講人:胡青第一章程序設(shè)計(jì)與C++程序設(shè)計(jì)初步1.1計(jì)算機(jī)程序1.1.1算法定義：用來解決問題的有多個(gè)步驟組成的具體過程。（p4例1.1.1求解最大公約數(shù)的歐幾里德算法）基本特征：由一些能夠執(zhí)行的操作組成可以具有多個(gè)輸入和輸出算法對(duì)于任何輸入都應(yīng)該是可終止的算法的主要操作對(duì)象是數(shù)據(jù)1.1.2實(shí)體許多行為也可以用算法來表示。例:銀行賬戶存款（輸入、輸出、步驟）例:銀行賬戶取款（輸入、輸出、步驟）發(fā)現(xiàn)：存款、取款行為所用數(shù)據(jù)均包含賬戶當(dāng)前余額，存款與取款行為是密切相關(guān)的。銀行賬戶（包括賬號(hào)、戶名、密碼、余額等狀態(tài)）可完成存款、取款行為——

2、實(shí)體第一章程序設(shè)計(jì)與C++程序設(shè)計(jì)初步通常一個(gè)實(shí)體應(yīng)具有一個(gè)名字、一組表示該實(shí)體特征的數(shù)據(jù)以及若干作用在這些數(shù)據(jù)上的行為。實(shí)體具有數(shù)據(jù)表示了他的狀態(tài)，而這些狀態(tài)可有他的行為來改變。從行為出發(fā)來把握事物。(C)從實(shí)體出發(fā)把握事物。(C++)我們通過觀察與分析事物表現(xiàn)出來的行為來探討事物的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，掌握了事物的內(nèi)在結(jié)構(gòu)又可用來解釋或預(yù)測(cè)事物的行為。在處理大型問題時(shí)，從實(shí)體比從行為出發(fā)更容易把握問題的復(fù)雜性。第一章程序設(shè)計(jì)與C++程序設(shè)計(jì)初步1．1．3程序有了實(shí)體，如何用計(jì)算機(jī)解決問題？程序即是實(shí)體在計(jì)算機(jī)中的體現(xiàn)。1、數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的表示（通過二進(jìn)制編碼表

3、示）2、程序在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的表示（無論何種計(jì)算機(jī)，各有一套基本指令系統(tǒng)，其中每條指令都是由二進(jìn)制編碼表示。）機(jī)器語言匯編語言（二進(jìn)制編碼表示）宏匯編語言（引入宏）機(jī)器語言高級(jí)語言（與機(jī)器無關(guān)）第一章程序設(shè)計(jì)與C++程序設(shè)計(jì)初步匯編程序宏匯編程序編譯程序，解釋程序1．1．4程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)是編寫計(jì)算機(jī)程序的活動(dòng)。完成程序設(shè)計(jì)工作必須具備四方面的知識(shí)：一是應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí)；二是程序設(shè)計(jì)方法；三是程序設(shè)計(jì)語言；四是程序設(shè)計(jì)環(huán)境與工具。方法：自頂向下自底向上設(shè)計(jì)語言實(shí)體程序設(shè)計(jì)環(huán)境與工具（類庫(kù)函數(shù)庫(kù)）第一章程序設(shè)計(jì)與C++程序設(shè)計(jì)初步兩者結(jié)合1．2程序設(shè)計(jì)的演變1．

4、2．1早期程序設(shè)計(jì)語言有：FORTRAN(FORmulaTRANslator)1954---1957IBM公司開發(fā)科學(xué)計(jì)算工程領(lǐng)域COBOL(CommonBusinessOrientedLanguage)1959商業(yè)事物處理ALGOL（算法語言）Basic（無固定程序設(shè)計(jì)方法時(shí)期）第一章程序設(shè)計(jì)與C++程序設(shè)計(jì)初步1．2．2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)主要技術(shù)：自頂向下、逐步求精、采用單入口/單出口的控制結(jié)構(gòu)只用三種基本控制結(jié)構(gòu)（順序、選擇、循環(huán)）Pascal（人名命名，17世紀(jì)法國(guó)數(shù)學(xué)家BlaisePascal）教育界、學(xué)術(shù)界C（1972貝爾實(shí)驗(yàn)室DECPDP—11

5、計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)）為描述和實(shí)現(xiàn)UNIX操作系統(tǒng)提供一種工作語言七十年代末“傳統(tǒng)C”、“經(jīng)典C”第一章程序設(shè)計(jì)與C++程序設(shè)計(jì)初步1．2．3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)建立在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，最重要的改變是程序圍繞被操作的數(shù)據(jù)來設(shè)計(jì)，而不是圍繞操作本身。從程序設(shè)計(jì)方法的角度看，面向?qū)ο笫且环N新的程序設(shè)計(jì)范型，其基本思想是使用對(duì)象、類、繼承、封裝、聚合、關(guān)聯(lián)、消息、多態(tài)性等基本概念來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。第一章程序設(shè)計(jì)與C++程序設(shè)計(jì)初步其基本思想是：從現(xiàn)實(shí)世界中客觀存在的事物出發(fā)來建立軟件系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)直接以問題域（現(xiàn)實(shí)世界）中的事物為中心來思考問題、認(rèn)識(shí)問題，并根

6、據(jù)這些事物的本質(zhì)特征，把它們抽象地表為系統(tǒng)中的對(duì)象，作為系統(tǒng)的基本構(gòu)成單位。這可以使系統(tǒng)直接映射問題域，保持問題域中事物及其相互關(guān)系的本來面貌。充分運(yùn)用人類日常的思維方法強(qiáng)調(diào)運(yùn)用人類在日常的邏輯思維中經(jīng)常采用的思想方法與原則，例如抽象、分類、繼承、聚合、封裝、關(guān)聯(lián)等等。這使得軟件開發(fā)者能更有效地思考問題，并以其他人也能看得懂的方式把自己的認(rèn)識(shí)表達(dá)出來。第一章程序設(shè)計(jì)與C++程序設(shè)計(jì)初步對(duì)問題域的認(rèn)識(shí)（人）客觀世界（問題域）計(jì)算機(jī)自然語言語言的鴻溝編程語言語言的過渡（人）編程（人）程序的理解和執(zhí)行（機(jī)器）軟件開發(fā)－－實(shí)際上是從問題空間向解空間映射的過程。從

7、認(rèn)識(shí)論看面向?qū)ο笳Z言的形成第一章程序設(shè)計(jì)與C++程序設(shè)計(jì)初步計(jì)算機(jī)機(jī)器語言自然語言客觀世界（問題域）語言的鴻溝語言的發(fā)展－－鴻溝變窄面向?qū)ο蟮恼Z言非OO的高級(jí)語言匯編語言程序的指令、數(shù)據(jù)、地址，都是由二進(jìn)制的“0”和“1”構(gòu)成的。離機(jī)器最近，能夠直接地執(zhí)行，然而沒有絲毫形象的意義，離人類的思維最遠(yuǎn)。以易理解的符號(hào)表示指令、數(shù)據(jù)以及寄存器、地址等物理概念。稍稍適合人類的形象思維，但仍然相差很遠(yuǎn)。因?yàn)槌橄髮哟翁?，仍需考慮大量的機(jī)器細(xì)節(jié)。高級(jí)語言隱蔽了機(jī)器細(xì)節(jié)，使用有形象意義的數(shù)據(jù)命名和表達(dá)式，可以聯(lián)系到程序所描述的具體事物。特別是結(jié)構(gòu)化編程語言更便于體現(xiàn)客

8、觀事物的結(jié)構(gòu)和邏輯涵義，與人類的自然語言更接近，但仍有不少差距。能比較直接地反映