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1、第7章軟件技術(shù)基礎(chǔ)目錄7.1算法與程序7.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)7.3軟件工程基礎(chǔ)7.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基礎(chǔ)7.1算法與程序7.1.1算法1.算法的定義算法是一組嚴(yán)謹(jǐn)定義運(yùn)算順序的規(guī)則，并且每個(gè)規(guī)則都是有效且明確的，此順序?qū)⒃谟邢薜拇螖?shù)下終止并獲得預(yù)期的結(jié)果。2.算法的特征可行性確定性有窮性擁有足夠的情報(bào)7.1算法與程序7.1.1算法3.算法的設(shè)計(jì)一個(gè)算法由兩種基本要素組成，一是對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的運(yùn)算和操作；二是算法的控制結(jié)構(gòu)。在一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，基本的運(yùn)算和操作有算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳輸四類。算法的控制結(jié)構(gòu)是指算法中各操作之間的執(zhí)
2、行順序，一般的算法控制結(jié)構(gòu)有順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)三種。常用的算法基本設(shè)計(jì)方法有列舉、歸納、遞推、遞歸、減半遞推技術(shù)和回溯法等。7.1算法與程序7.1.1算法4.算法的評(píng)價(jià)——算法的復(fù)雜度算法的時(shí)間復(fù)雜度算法時(shí)間復(fù)雜度是執(zhí)行該算法所需要的計(jì)算工作量，可以用算法所執(zhí)行的基本運(yùn)算次數(shù)來計(jì)算。算法的空間復(fù)雜度算法空間復(fù)雜度是執(zhí)行這個(gè)算法所需要的內(nèi)存空間。5.算法的描述常用的有結(jié)構(gòu)化流程圖、自然語言和偽代碼等7.1算法與程序7.1.2程序1.程序的定義程序是用計(jì)算機(jī)語言描述的某一問題的解決步驟，是符合一定語法規(guī)則的指令（語句）
3、序列。一個(gè)程序應(yīng)該包括對(duì)數(shù)據(jù)和操作的描述，即數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。2.程序設(shè)計(jì)語言機(jī)器語言：直接用二進(jìn)制代碼表達(dá)的計(jì)算機(jī)語言，指令是由0和1組成匯編語言：也稱符號(hào)語言，匯編語言的指令是機(jī)器指令的符號(hào)化，采用助記符來表示機(jī)器語言中的機(jī)器指令。高級(jí)語言7.1算法與程序高級(jí)語言機(jī)器語言和匯編語言屬于低級(jí)語言，它們都是面向機(jī)器的語言。高級(jí)語言是面向算法過程、面向用戶、基本上獨(dú)立于計(jì)算機(jī)種類和結(jié)構(gòu)的語言。高級(jí)語言形式上接近于算術(shù)語言和自然語言，高級(jí)語言不依賴于機(jī)器。從應(yīng)用角度來看，高級(jí)語言可以分為基礎(chǔ)語言、結(jié)構(gòu)化語言和專用語言?；A(chǔ)語言：F
4、ORTRAN、COBOL、BASIC、ALGOL等；結(jié)構(gòu)化語言：PASCAL和C等；專用語言：APL語言、Forth語言、LISP語言等。從描述客觀系統(tǒng)來看，程序設(shè)計(jì)語言可以分為面向過程語言和面向?qū)ο笳Z言。面向過程語言是以“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法”程序設(shè)計(jì)范式構(gòu)成的程序設(shè)計(jì)語言；面向?qū)ο笳Z言是以“對(duì)象+消息”程序設(shè)計(jì)范式構(gòu)成的程序設(shè)計(jì)語言，比較流行的面向?qū)ο笳Z言有Delphi、VisualBasic、Java、C++等。7.1算法與程序7.1.3結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)1.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想和原則結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則為自頂而下、
5、逐步求精，模塊和限制使用goto語句。2.結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)當(dāng)型循環(huán)和直到型循環(huán)7.1算法與程序7.1.4.面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)1.面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是一種程序開發(fā)的方法，它將對(duì)象作為程序的基本單元，把事物的本質(zhì)和特征抽象后表示為軟件系統(tǒng)的對(duì)象，數(shù)據(jù)和程序封裝其中，以提高軟件的重用性、靈活性和擴(kuò)展性。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)可以看作一種在程序中包含各種獨(dú)立而又互相調(diào)用的對(duì)象的思想。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的每一個(gè)對(duì)象都應(yīng)該能夠接受數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳達(dá)給其它對(duì)象，因此它們都可以被看作一個(gè)小
6、型的“機(jī)器”，即對(duì)象。7.1算法與程序7.1.4.面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)2.面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本概念對(duì)象客觀世界中任何一個(gè)事物都可以看成一個(gè)對(duì)象。任何一個(gè)對(duì)象都應(yīng)該具有兩個(gè)要素——屬性和行為。對(duì)象具有下列基本特點(diǎn)：①標(biāo)識(shí)唯一性②分類性③多態(tài)性④封裝性7.1算法與程序類：類是具有相同類型的對(duì)象的抽象。類是關(guān)于對(duì)象性質(zhì)的描述，它與對(duì)象相同，包括一組數(shù)據(jù)屬性和在數(shù)據(jù)上的一組合法操作。封裝：把對(duì)象的屬性和操作結(jié)合為一個(gè)獨(dú)立的整體，并盡可能隱藏對(duì)象的屬性和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，僅對(duì)外公開接口，控制在程序中屬性的讀取和修改的訪問級(jí)別。繼承：使用已有的
7、類（父親）定義作為基礎(chǔ)建立新類（子類）的定義。消息：消息是一個(gè)對(duì)象（類實(shí)例）與另一個(gè)對(duì)象（類實(shí)例）之間傳遞的信息，它要求對(duì)象執(zhí)行某一處理或回答某一要求的信息。多態(tài)性：對(duì)象根據(jù)所接受的消息而做出動(dòng)作，同樣的消息被不同的對(duì)象接受時(shí)可導(dǎo)致完全不同的行動(dòng)，該現(xiàn)象稱為多態(tài)性。7.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)7.2.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念1.數(shù)據(jù)（data）數(shù)據(jù)是所有能輸入到計(jì)算機(jī)中且能被計(jì)算機(jī)處理的、描述客觀事物的各種符號(hào)的集合。2.數(shù)據(jù)元素（dataelement）數(shù)據(jù)元素是組成數(shù)據(jù)的基本單位，是數(shù)據(jù)集合的個(gè)體。3.數(shù)據(jù)對(duì)象（dataobject）數(shù)據(jù)
8、對(duì)象是性質(zhì)相同的數(shù)據(jù)元素的集合，是數(shù)據(jù)的一個(gè)子集。4.數(shù)據(jù)類型（datatype）數(shù)據(jù)類型是一個(gè)值的集合和定義在此集合上的一組操作的總稱。7.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)7.2.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念5.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（datastructure）相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的同一類數(shù)據(jù)元素的集合即稱為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
