計算機(jī)等級考試公共基礎(chǔ)知識第二章第一頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)大綱要求(l)程序設(shè)計方法與風(fēng)格。(2)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計。(3)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法，對象，方法，屬性及繼承與多態(tài)性。第二頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)2.1程序設(shè)計方法與風(fēng)格2.1.1程序設(shè)計經(jīng)歷的階段程序設(shè)計是指設(shè)計、編制、調(diào)試程序的方法和過程程序設(shè)計主要經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)化設(shè)計和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計階段第三頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)2.1.2良好的編程風(fēng)格應(yīng)注意的因素要形成良好的程序設(shè)計風(fēng)格，主要應(yīng)注意和考慮下述一些因素。(I)源程序的文檔化源程序文檔化是指在源程序中可包含一些內(nèi)部文檔，以幫助閱讀和理解源程序。①符號名的命名規(guī)則：符號名的命名應(yīng)具有一定的實(shí)際含義，以便理解程序功能。②程序注釋：在源程序中添加正確的注釋可幫助人們理解程序。程序注釋可分為序言性注釋和功能性注釋，以給出程序的整體說明和程序的主要功能。③視覺組織：可以在程序中利用空格、空行、縮進(jìn)等技巧使程序?qū)哟吻逦?。第四頁，?7頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)(2)數(shù)據(jù)說明的方法為使程序中的數(shù)據(jù)說明易于理解和維護(hù)，可采用下列數(shù)據(jù)說明的風(fēng)格，見表2-1。第五頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)說明風(fēng)格詳細(xì)說明次序應(yīng)規(guī)范化使數(shù)據(jù)說明次序固定，使數(shù)據(jù)的屬性容易查找，也有利于測試、排錯和和維護(hù)變量安排有序化當(dāng)多個變量出現(xiàn)在同一個說明語句中時，變量名應(yīng)按字母順序排序，以便于查找使用注釋在定義一個復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)通過注釋來說明該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

表2-1數(shù)據(jù)說明風(fēng)格

第六頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)(3)語句的結(jié)構(gòu)為使程序更簡單易懂，語句構(gòu)造應(yīng)該簡單直接，應(yīng)注意如下原則：①在一行內(nèi)只寫一條話句；②程序編寫應(yīng)優(yōu)先考慮清晰性；③程序編寫要做到清晰第一，效率第二；④在保證程序正確的基礎(chǔ)上再要求提高效率；⑤避免使用臨時變量而使程序的可讀性下降；⑥避免不必要的轉(zhuǎn)移；⑦盡量使用庫函數(shù)；第七頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)⑧避免采用復(fù)雜的條件語句；⑨盡量減少使用“否定”條件語句；⑩數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要有利于程序的簡化；⑩要模塊化，使模塊功能盡可能單一化；⑥利用信息隱蔽，確保每一個模塊的獨(dú)立性；⑩從數(shù)據(jù)出發(fā)去構(gòu)造程序；⑩不要修補(bǔ)不好的程序，要重新編寫。第八頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)(4)輸入／輸出輸入／輸出方式和風(fēng)格應(yīng)盡可能方便用戶的使用，應(yīng)考慮如下原則：1對所有輸入的數(shù)據(jù)都要檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的合法性；2檢查輸入項的各種重要組合的合理性；3輸入格式要簡單，使得輸入的步驟和操作盡可能簡單；4入數(shù)據(jù)時，應(yīng)允許使用自由格式；⑤應(yīng)允許默認(rèn)值；⑥輸入一批數(shù)據(jù)時，最好使用輸入結(jié)束標(biāo)志；⑦在以交互式輸入／輸出方式進(jìn)行輸入時，要在屏幕上使用提示符明確提示輸入的請求，同時在數(shù)據(jù)輸入過程中和輸入結(jié)束時，應(yīng)在屏幕上給出狀態(tài)信息；⑧當(dāng)程序設(shè)計語言對輸人格式有嚴(yán)格要求時，應(yīng)保持輸入格式與輸入語句的一致性。第九頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)2.2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計2.2.1結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的原則結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法的重要原則是自頂向下、逐步求精、模塊化及限制使用goto語句。(1)自頂向下，程序設(shè)計時，先考慮總體，后考慮細(xì)節(jié)；先考慮全局目標(biāo)，后考慮局部目標(biāo)。(2)逐步求精對復(fù)雜問題，應(yīng)設(shè)計一些子目標(biāo)做過渡，逐步細(xì)化。(3)模塊化模塊化是把程序要解決的總目標(biāo)分解為分目標(biāo)，再進(jìn)一步分解為具體的小目標(biāo)，把每個小國標(biāo)稱為一個模塊。(4)限制使用goto語句第十頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)2.2.2結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)程序設(shè)計語言使用順序結(jié)構(gòu)、選擇（分支）結(jié)構(gòu)和重復(fù)（循環(huán)）結(jié)構(gòu)三種基本控制結(jié)構(gòu)就足以表達(dá)出各種其他形式結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計方法。它們的共同特征是：嚴(yán)格地只有一個人口和一個出口。第十一頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)遵循結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計原則，按結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法設(shè)計出的程序具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：程序易于理解、使用和維護(hù)；提高了編程工作的效率，降低了軟件開發(fā)成本。第十二頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)2.2.3結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計原則和方法的應(yīng)用基于對結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計原則、方法以及結(jié)構(gòu)化程序基本構(gòu)成結(jié)構(gòu)的掌握和了解，在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的具體實(shí)施中，要注意把握如下要素：

①使用程序設(shè)計語言中的順序、選擇、循環(huán)等有限的控制結(jié)構(gòu)表示程序的控制邏輯；

②選用的控制結(jié)構(gòu)只準(zhǔn)許有一個入口和一個出口；

③程序語句組成容易識別的塊，每塊只有一個人口和一個出口；

④復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)該用嵌套的基本控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合嵌套來實(shí)現(xiàn)；

⑤語言中所沒有的控制結(jié)構(gòu)，應(yīng)該采用前后一致的方法來模擬；

⑥盡量避免goto語句的使用。第十三頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)2.3面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計2.3.1面向?qū)ο蟮姆椒嫦驅(qū)ο蠓椒ǖ谋举|(zhì)就是主張從客觀世界固有的事物出發(fā)來構(gòu)造系統(tǒng)，提倡用人類在現(xiàn)實(shí)生活中常用的思維方法來認(rèn)識、理解和描述客觀事物，強(qiáng)調(diào)最終建立的系統(tǒng)能夠映射問題域，也就是說，系統(tǒng)中的對象以及對象之間的關(guān)系能夠如實(shí)地反映問題域中固有事物及其關(guān)系。第十四頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)一個對象應(yīng)該包括兩個要素：一是數(shù)據(jù)；二是需要進(jìn)行的操作。對象就是一個包含數(shù)據(jù)以及與這些數(shù)據(jù)有關(guān)的操作的集合。面向?qū)ο缶褪沁\(yùn)用對象、類、繼承、封裝、消息、結(jié)構(gòu)與連接等面向?qū)ο蟮母拍顚栴}進(jìn)行分析、求解的系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)。第十五頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)面向?qū)ο蟮闹饕獌?yōu)點(diǎn)：

①與人類習(xí)慣的思維方法一致；

②穩(wěn)定性好；

③可重用性好；

④易于開發(fā)大型軟件產(chǎn)品；

⑤可維護(hù)性好。第十六頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)1.對象對象可以用來表示客觀世界中的任何實(shí)體，也就是說，應(yīng)用領(lǐng)域中有意義的、與所要解決的問題有關(guān)系的任何事物都可以作為對象。總之，對象是對問題域中某個實(shí)體的抽象。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法中涉及的對象是系統(tǒng)中用來描述客觀事物的一個實(shí)體，是構(gòu)成系統(tǒng)的一個基本單位，它由一組表示其靜態(tài)特征的屬性和它可執(zhí)行的一組操作組成?？陀^世界中的實(shí)體通常既具有靜態(tài)的屬性，又具有動態(tài)的行為，因此，面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)中的對象是由描述該對象屬性的數(shù)據(jù)以及可以對這些數(shù)據(jù)施加的操作封裝在一起構(gòu)成的統(tǒng)一體。對象可以執(zhí)行的操作表示它的動態(tài)行為。

屬性即對象所包含的信息，它在設(shè)計對象時確定，一般只能通過執(zhí)行對象的操作來改變。第十七頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)操作描述了對象執(zhí)行的功能，若通過信息的傳遞，還可以為其他對象使用。對象具有如下特點(diǎn)。①標(biāo)識唯一性：指對象是可區(qū)分的，并且由對象的內(nèi)在本質(zhì)來區(qū)分，而不是通過描述來區(qū)分；②分類性：指可以將具有相同屬性和操作的財象抽象成類；③多態(tài)性：指同一個操作可以是不同對象的行為；④封裝性：從外面看只能看到對象的外部特征，而不知道也無須知道數(shù)據(jù)的具體結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)操作的算法；⑤模塊獨(dú)立性好：對象是面向?qū)ο蟮能浖幕灸K，對象內(nèi)部各種元素彼此結(jié)合得很緊密，內(nèi)聚性強(qiáng)。第十八頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)2.類和實(shí)例類是具有共同屬性、共同方法的對象的集合，是關(guān)于對象的抽象描述，反映屬于該對象類型的所有對象的性質(zhì)。一個具體對象則是其對應(yīng)類的一個實(shí)例。

要注意的是：“實(shí)例”這個術(shù)語，必然是指一個具體的對象?！皩ο蟆边@個術(shù)語，則既可以指一個具體的對象，也可以泛指一般的對象。因此，在使用“實(shí)例”這個術(shù)語的地方，都可以用“對象”來代替，而使用“對象”這個術(shù)語的地方，則不一定能用“實(shí)例”來代替。類是關(guān)于對象性質(zhì)的描述，它同對象一樣，包括一組數(shù)據(jù)屬性和在數(shù)據(jù)上的一組合法操作。第十九頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)3.消息消息傳遞是對象間通信的手段，一個對象通過向另一對象發(fā)送消息來請求其服務(wù)。消息機(jī)制統(tǒng)一了數(shù)據(jù)流和控制流。消息的使用類似于函數(shù)調(diào)用。一個消息由下述3部分組成：（1）接收消息的對象名稱；

（2）消息選擇符（也稱為消息名）；（3）零個或多個參數(shù)。第二十頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)消息只告訴接收對象需要完成什么操作，但并不指示怎樣完成操作。消息完全由接收者解釋，獨(dú)立決定采用什么方法來完成所需的操作。一個對象能夠接收不同形式、不同內(nèi)容的多個消息；相同形式的消息可以送往不同的對象，不同的對象對于形式相同的消息可以有不同的解釋，能夠做出不同的反應(yīng)。一個對象可以同時往多個對象傳遞消息，兩個對象也可以同時向某一個對象傳遞消息。第二十一頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)4.繼承繼承是指能夠直接獲得已有的性質(zhì)和特征，而不必重復(fù)定義它們。繼承具有傳遞性。一個類實(shí)際上繼承了它上層的全部基類的特性，也就是說，屬于某類的對象除了具有該類定義的特性外，還具有該類上層全部基類定義的特性。第二十二頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)繼承分為單繼承與多重繼承。單繼承是指一個類只允許有一個父類，即類等價為樹形結(jié)構(gòu)。多重繼承是指一個類允許有多個父類。多重繼承的類可以組合多個父類的性質(zhì)構(gòu)成所需要的性質(zhì)。

繼承的優(yōu)點(diǎn)是：相似的對象可以共享程序代碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而大大減少了程序中的冗余信息，提高軟件的可重用性，便于軟件修改維護(hù)。另外，繼承使得用戶在開發(fā)新的應(yīng)用系統(tǒng)時不必完全從零開始，可以繼承原有的相似系統(tǒng)的功能或者從類庫中選取需要的類，再派生出新的類以實(shí)現(xiàn)所需的功能。第二十三頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)繼承是面向?qū)ο蠓椒ǖ囊粋€重要特征。廣義地說，繼承是指能夠直接獲得已有的性質(zhì)和特征，不必重復(fù)定義它們。在面向?qū)ο蟮能浖夹g(shù)中，繼承是指子類自動地共享基類中定義的數(shù)據(jù)和方法的機(jī)制。第二十四頁，共27頁。第二章程序設(shè)計基礎(chǔ)5.多態(tài)性對象根據(jù)所接收的消息而做出動作，同樣的消息被不同的對象接收時可導(dǎo)致完全不同的行為，該現(xiàn)象稱為多態(tài)