計(jì)算機(jī)二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)匯總

1、1 .1算法2 、算法是指解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述。換句話(huà)說(shuō)，算法是對(duì)特定問(wèn)題求解步驟的一種描述。*：算法不等于程序，也不等于計(jì)算方法。程序的編制不可能優(yōu)于算法的設(shè)計(jì)（注釋1）。2、算法的基本特征（ 1）可行性。針對(duì)實(shí)際問(wèn)題而設(shè)計(jì)的算法，執(zhí)行后能夠得到滿(mǎn)意的結(jié)果。（ 2）確定性。每一條指令的含義明確，無(wú)二義性。并且在任何條件下，算法只有唯一的一條執(zhí)行路徑，即相同的輸入只能得出相同的輸出。（ 3）有窮性。算法必須在有限的時(shí)間內(nèi)完成。有兩重含義，一是算法中的操作步驟為有限個(gè)，二是每個(gè)步驟都能在有限時(shí)間內(nèi)完成。（ 4）擁有足夠的情報(bào)。算法中各種運(yùn)算總是要施加到各個(gè)運(yùn)算對(duì)象上，而這些運(yùn)算對(duì)象又可能具

2、有某種初始狀態(tài)，這就是算法執(zhí)行的起點(diǎn)或依據(jù)。因此，一個(gè)算法執(zhí)行的結(jié)果總是與輸入的初始數(shù)據(jù)有關(guān)，不同的輸入將會(huì)有不同的結(jié)果輸出。當(dāng)輸入不夠或輸入錯(cuò)誤時(shí)，算法將無(wú)法執(zhí)行或執(zhí)行有錯(cuò)。一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)算法擁有足夠的情報(bào)時(shí)，此算法才是有效的；而當(dāng)提供的情報(bào)不夠時(shí)，算法可能無(wú)效。*：綜上所述，所謂算法，是一組嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囟x運(yùn)算順序的規(guī)則，并且每一個(gè)規(guī)則都是有效的，且是明確的，此順序?qū)⒃谟邢薜拇螖?shù)下終止。3、算法復(fù)雜度主要包括時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。（1）算法時(shí)間復(fù)雜度是指執(zhí)行算法所需要的計(jì)算工作量，可以用執(zhí)行算法的過(guò)程中所需基本運(yùn)算的執(zhí)行次數(shù)來(lái)度量。（2）算法空間復(fù)雜度是指執(zhí)行這個(gè)算法所需要的內(nèi)存空間。例：1）算

3、法的復(fù)雜度主要包括復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。答：時(shí)間（注釋1）這是因?yàn)椋涸诰帉?xiě)程序時(shí)要受到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的限制，程序通常還要考慮很多與方法和分析無(wú)關(guān)的細(xì)節(jié)問(wèn)題。1.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)元素的集合。2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究和討論以下三個(gè)方面的問(wèn)題：（1）數(shù)據(jù)集合中各數(shù)據(jù)元素之間所固有的邏輯關(guān)系，即數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)包含：1）表示數(shù)據(jù)元素的信息；2）表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系（注釋1）。（2）在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，各數(shù)據(jù)元素在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)關(guān)系，即數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)有順序、鏈接、索引等。1 ）順序存儲(chǔ)。它是把邏輯上相鄰的結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)在物理位置相鄰的存

4、儲(chǔ)單元里，結(jié)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系由存儲(chǔ)單元的鄰接關(guān)系來(lái)體現(xiàn)。由此得到的存儲(chǔ)表示稱(chēng)為順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。2 ）鏈接存儲(chǔ)。它不要求邏輯上相鄰的結(jié)點(diǎn)在物理位置上亦相鄰，結(jié)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系是由附加的指針字段表示的。由此得到的存儲(chǔ)表示稱(chēng)為鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。3）索引存儲(chǔ)：除建立存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)信息外，還建立附加的索引表來(lái)標(biāo)識(shí)結(jié)點(diǎn)的地址。* ：數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)反映數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（也稱(chēng)數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)）是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間中的存放形式。同一種邏輯結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)可以采用不同的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，但影響數(shù)據(jù)處理效率。例：（2）數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間中的存放形式稱(chēng)為數(shù)據(jù)的。答：模式#邏輯模式#概念模式（3）對(duì)各種數(shù)

5、據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)算。3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了用二元關(guān)系表示外，還可以直觀(guān)地用圖形表示。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示中，對(duì)于數(shù)據(jù)集合D中的每一個(gè)數(shù)據(jù)元素用中間標(biāo)有元素值的方框表示，一般稱(chēng)之為數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，并簡(jiǎn)稱(chēng)為結(jié)點(diǎn)；為了進(jìn)一步表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系，對(duì)于關(guān)系R中的每一個(gè)二元組，用一條有向線(xiàn)段從前件結(jié)點(diǎn)指向后件結(jié)點(diǎn)。4、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分為兩大類(lèi)型：線(xiàn)性結(jié)構(gòu)和非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)。（1）線(xiàn)性結(jié)構(gòu)（非空的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）條件：1）有且只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn)（注釋2）；2）每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多有一個(gè)前件，也最多有一個(gè)后件。* ：常見(jiàn)的線(xiàn)性結(jié)構(gòu)有線(xiàn)性表、棧、隊(duì)列和線(xiàn)性鏈表等。（2）非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)：不滿(mǎn)足線(xiàn)性結(jié)構(gòu)條件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。* ：常

6、見(jiàn)的非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)有樹(shù)、二叉樹(shù)和圖等。（注釋1）前后件關(guān)系：一般情況下，在具有相同特征的數(shù)據(jù)元素集合中，各個(gè)數(shù)據(jù)元素之間存在某種關(guān)系（即聯(lián)系），這種關(guān)系反映了該集合中的數(shù)據(jù)元素所固有的一種結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域中，通常把數(shù)據(jù)元素之間這種固有的關(guān)系簡(jiǎn)單地用前后件關(guān)系（即直接前驅(qū)與直接后繼關(guān)系）來(lái)描述。（注釋2）在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，沒(méi)有前件的結(jié)點(diǎn)稱(chēng)為根結(jié)點(diǎn)。1.3線(xiàn)性表及其順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)1 、線(xiàn)性表由一組數(shù)據(jù)元素構(gòu)成，數(shù)據(jù)元素的位置只取決于自己的序號(hào)，元素之間的相對(duì)位置是線(xiàn)性的。線(xiàn)性表是由n（nn3數(shù)據(jù)元素組成的一個(gè)有限序列，表中的每一個(gè)數(shù)據(jù)元素，除了第一個(gè)外，有且只有一個(gè)前件，除了最后一個(gè)外，有且只有一個(gè)后件

7、。線(xiàn)性表中數(shù)據(jù)元素的個(gè)數(shù)稱(chēng)為線(xiàn)性表的長(zhǎng)度。線(xiàn)性表可以為空表。* ：線(xiàn)性表是一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，它的存儲(chǔ)方式：順序和鏈?zhǔn)健?、線(xiàn)性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)基本特點(diǎn)：（1）線(xiàn)性表中所有元素所占的存儲(chǔ)空間是連續(xù)的；（2）線(xiàn)性表中各數(shù)據(jù)元素在存儲(chǔ)空間中是按邏輯順序依次存放的。* ：由此可以看出，在線(xiàn)性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，其前后件兩個(gè)元素在存儲(chǔ)空間中是緊鄰的，且前件元素一定存儲(chǔ)在后件元素的前面，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)直接確定第i個(gè)結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)地址。3、順序表的插入、刪除運(yùn)算(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件)(1)順序表的插入運(yùn)算：在一般情況下，要在第i(iwi呼n個(gè)元素之前插入一個(gè)新元素時(shí)，首先要從最后一個(gè)(即第n個(gè))元素開(kāi)始，直到

8、第i個(gè)元素之間共n-i+1個(gè)元素依次向后移動(dòng)一個(gè)位置，移動(dòng)結(jié)束后，第i個(gè)位置就被空出，然后將新元素插入到第i項(xiàng)。插入結(jié)束后，線(xiàn)性表的長(zhǎng)度就增加了1。* ：順性表的插入運(yùn)算時(shí)需要移動(dòng)元素，在等概率情況下，平均需要移動(dòng)n/2個(gè)元素。(2)順序表的刪除運(yùn)算：在一般情況下，要?jiǎng)h除第i(1<i個(gè)元素時(shí)，則要從第i+1個(gè)元素開(kāi)始，直到第n個(gè)元素之間共n-i個(gè)元素依次向前移動(dòng)一個(gè)位置。刪除結(jié)束后，線(xiàn)性表的長(zhǎng)度就減小了1。*：進(jìn)行順性表的刪除運(yùn)算時(shí)也需要移動(dòng)元素，在等概率情況下，平均需要移動(dòng)(n-1)/2個(gè)元素。插入、刪除運(yùn)算不方便。1.4 棧和隊(duì)列1、棧及其基本運(yùn)算棧是限定在一端進(jìn)行插入與刪除運(yùn)算的線(xiàn)

9、性表。在棧中，允許插入與刪除的一端稱(chēng)為棧頂，不允許插入與刪除的另一端稱(chēng)為棧底。棧頂元素總是最后被插入的元素，棧底元素總是最先被插入的元素。即棧是按照“先進(jìn)后出”或“后進(jìn)先出”的原則組織數(shù)據(jù)的。棧具有記憶作用。棧的基本運(yùn)算：1）插入元素稱(chēng)為入棧運(yùn)算；2）刪除元素稱(chēng)為退棧運(yùn)算；3）讀棧頂元素是將棧頂元素賦給一個(gè)指定的變量，此時(shí)指針無(wú)變化。棧的存儲(chǔ)方式和線(xiàn)性表類(lèi)似，也有兩種，即順序棧和鏈?zhǔn)綏！?、隊(duì)列及其基本運(yùn)算隊(duì)列是指允許在一端（隊(duì)尾）進(jìn)入插入，而在另一端（隊(duì)頭）進(jìn)行刪除的線(xiàn)性表。尾指針（Rear）指向隊(duì)尾元素，頭指針（front）指向排頭元素的前一個(gè)位置（隊(duì)頭）。隊(duì)列是“先進(jìn)先出”或“后進(jìn)后出”

10、的線(xiàn)性表。隊(duì)列運(yùn)算包括：1）入隊(duì)運(yùn)算：從隊(duì)尾插入一個(gè)元素；2）退隊(duì)運(yùn)算：從隊(duì)頭刪除一個(gè)元素。循環(huán)隊(duì)列及其運(yùn)算：所謂循環(huán)隊(duì)列，就是將隊(duì)列存儲(chǔ)空間的最后一個(gè)位置繞到第一個(gè)位置，形成邏輯上的環(huán)狀空間，供隊(duì)列循環(huán)使用。在循環(huán)隊(duì)列中，用隊(duì)尾指針rear指向隊(duì)列中的隊(duì)尾元素，用排頭指針front指向排頭元素的前一個(gè)位置，因此，從頭指針front指向的后一個(gè)位置直到隊(duì)尾指針rear指向的位置之間，所有的元素均為隊(duì)列中的元素。*：循環(huán)隊(duì)列中元素的個(gè)數(shù)=rear-front。1.5 線(xiàn)性鏈表1、線(xiàn)性表順序存儲(chǔ)的缺點(diǎn)：（1）插入或刪除的運(yùn)算效率很低。在順序存儲(chǔ)的線(xiàn)性表中，插入或刪除數(shù)據(jù)元素時(shí)需要移動(dòng)大量的數(shù)據(jù)元素

11、;（2）線(xiàn)性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)下，線(xiàn)性表的存儲(chǔ)空間不便于擴(kuò)充;（3）線(xiàn)性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)不便于對(duì)存儲(chǔ)空間的動(dòng)態(tài)分配。2、線(xiàn)性鏈表：線(xiàn)性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為線(xiàn)性鏈表，是一種物理存儲(chǔ)單元上非連續(xù)、非順序的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)元素的邏輯順序是通過(guò)鏈表中的指針鏈接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式中，每個(gè)結(jié)點(diǎn)由兩部分組成：一部分用于存放數(shù)據(jù)元素的值，稱(chēng)為數(shù)據(jù)域；另一部分用于存放指針，稱(chēng)為指針域，用于指向該結(jié)點(diǎn)的前一個(gè)或后一個(gè)結(jié)點(diǎn)（即前件或后件），如下圖所示：數(shù)據(jù)城播國(guó)datanescl匹4D卜aIJa一二|-*-aa凡結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)一個(gè)壇嬲示意圖線(xiàn)性鏈表分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表三種類(lèi)型。在單鏈表中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有

12、一個(gè)指針域，由這個(gè)指針只能找到其后件結(jié)點(diǎn)，而不能找到其前件結(jié)點(diǎn)。因此，在某些應(yīng)用中，對(duì)于線(xiàn)性鏈表中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)指針，一個(gè)稱(chēng)為左指針，指向其前件結(jié)點(diǎn);另一個(gè)稱(chēng)為右指針，指向其后件結(jié)點(diǎn)，這種鏈表稱(chēng)為雙向鏈表，如下圖所示：左商轆域右器卜|HEADaaI,.*q（心結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)如一個(gè)豐空的雙向情表示意圖3、線(xiàn)性鏈表的基本運(yùn)算（1）在線(xiàn)性鏈表中包含指定元素的結(jié)點(diǎn)之前插入一個(gè)新元素。*:在線(xiàn)性鏈表中插入元素時(shí)，不需要移動(dòng)數(shù)據(jù)元素，只需要修改相關(guān)結(jié)點(diǎn)指針即可，也不會(huì)出現(xiàn)土溢（注釋1）”現(xiàn)象。(2)在線(xiàn)性鏈表中刪除包含指定元素的結(jié)點(diǎn)。*：在線(xiàn)性鏈表中刪除元素時(shí)，也不需要移動(dòng)數(shù)據(jù)元素，只需要修改相關(guān)結(jié)點(diǎn)指針即

13、可。(3)將兩個(gè)線(xiàn)性鏈表按要求合并成一個(gè)線(xiàn)性鏈表。(4)將一個(gè)線(xiàn)性鏈表按要求進(jìn)行分解。(5)逆轉(zhuǎn)線(xiàn)性鏈表。(6)復(fù)制線(xiàn)性鏈表。(7)線(xiàn)性鏈表的排序。(8)線(xiàn)性鏈表的查找。*：線(xiàn)性鏈表不能隨機(jī)存取(注釋2)。4、循環(huán)鏈表及其基本運(yùn)算在線(xiàn)性鏈表中，其插入與刪除的運(yùn)算雖然比較方便，但還存在一個(gè)問(wèn)題，在運(yùn)算過(guò)程中對(duì)于空表和對(duì)第一個(gè)結(jié)點(diǎn)的處理必須單獨(dú)考慮，使空表與非空表的運(yùn)算不統(tǒng)一。為了克服線(xiàn)性鏈表的這個(gè)缺點(diǎn)，可以采用另一種鏈接方式，即循環(huán)鏈表。與前面所討論的線(xiàn)性鏈表相比，循環(huán)鏈表具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：1)在鏈表中增加了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn)，其數(shù)據(jù)域?yàn)槿我饣蛘吒鶕?jù)需要來(lái)設(shè)置，指針域指向線(xiàn)性表的第一個(gè)元素的結(jié)點(diǎn)，而循

14、環(huán)鏈表的頭指針指向表頭結(jié)點(diǎn);2)循環(huán)鏈表中最后一個(gè)結(jié)點(diǎn)的指針域不是空，而是指向表頭結(jié)點(diǎn)。即在循環(huán)鏈表中，所有結(jié)點(diǎn)的指針構(gòu)成了一個(gè)環(huán)狀鏈。下圖a是一個(gè)非空的循環(huán)鏈表，圖b是一個(gè)空的循環(huán)鏈表：循環(huán)鏈表的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是在循環(huán)鏈表中，只要指出表中任何一個(gè)結(jié)點(diǎn)的位置，就可以從它出發(fā)訪(fǎng)問(wèn)到表中其他所有的結(jié)點(diǎn)，而線(xiàn)性單鏈表做不到這一點(diǎn);二是由于在循環(huán)鏈表中設(shè)置了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn)，在任何情況下，循環(huán)鏈表中至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)存在，從而使空表與非空表的運(yùn)算統(tǒng)一。*:循環(huán)鏈表是在單鏈表的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn)，具插入和刪除運(yùn)算與單鏈表相同。但它可以從任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)表中其他所有結(jié)點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)空表與非空表的運(yùn)

15、算的統(tǒng)一。注釋1:當(dāng)為一個(gè)線(xiàn)性表分配順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)后，如果出現(xiàn)線(xiàn)性表的存儲(chǔ)空間已滿(mǎn)，但還需要插入新的元素時(shí)，就會(huì)發(fā)生土溢”現(xiàn)象。注釋2：在鏈表中，即使知道被訪(fǎng)問(wèn)結(jié)點(diǎn)的序號(hào)i,也不能像順序表中那樣直接按序號(hào)i訪(fǎng)問(wèn)結(jié)點(diǎn)，而只能從鏈表的頭指針出發(fā)，順著鏈域逐個(gè)結(jié)點(diǎn)往下搜索，直至搜索到第i個(gè)結(jié)點(diǎn)為止。因此，鏈表不是隨機(jī)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。1.6樹(shù)與二叉樹(shù)1、樹(shù)的基本概念樹(shù)是一種簡(jiǎn)單的非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)。在樹(shù)這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，所有數(shù)據(jù)元素之間的關(guān)系具有明顯的層次特性。在樹(shù)結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)前件，稱(chēng)為父結(jié)點(diǎn)。沒(méi)有前件的結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)，稱(chēng)為樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)樹(shù)的根。每一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)后件，稱(chēng)為該結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)。沒(méi)有后件的結(jié)點(diǎn)

16、稱(chēng)為葉子結(jié)點(diǎn)。在樹(shù)結(jié)構(gòu)中，一個(gè)結(jié)點(diǎn)所擁有的后件的個(gè)數(shù)稱(chēng)為該結(jié)點(diǎn)的度，所有結(jié)點(diǎn)中最大的度稱(chēng)為樹(shù)的度。樹(shù)的最大層次稱(chēng)為樹(shù)的深度。2、二叉樹(shù)及其基本性質(zhì)（1）什么是二叉樹(shù)二叉樹(shù)是一種很有用的非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，它具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：1）非空二叉樹(shù)只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn);2）每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多有兩棵子樹(shù)，且分別稱(chēng)為該結(jié)點(diǎn)的左子樹(shù)與右子樹(shù)。* ：根據(jù)二叉樹(shù)的概念可知，二叉樹(shù)的度可以為0（葉結(jié)點(diǎn)）、1（只有一棵子樹(shù)）或2（有2棵子樹(shù)）。（2）二叉樹(shù)的基本性質(zhì)（學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件）性質(zhì)1在二叉樹(shù)的第k層上，最多有2k-1（kA1t結(jié)點(diǎn)。性質(zhì)2深度為m的二叉樹(shù)最多有個(gè)2m-1個(gè)結(jié)點(diǎn)。性質(zhì)3在任意一棵二叉樹(shù)中，度數(shù)為0的結(jié)點(diǎn)（即葉子結(jié)

17、點(diǎn)）總比度為2的結(jié)點(diǎn)多一個(gè)。性質(zhì)4具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的二叉樹(shù)，其深度至少為log2n+1，其中l(wèi)og2n表示取log2n的整數(shù)部分。3、滿(mǎn)二叉樹(shù)與完全二叉樹(shù)滿(mǎn)二叉樹(shù)：除最后一層外，每一層上的所有結(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)。完全二叉樹(shù)：除最后一層外，每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)均達(dá)到最大值;在最后一層上只缺少右邊的若干結(jié)點(diǎn)。* ：根據(jù)完全二叉樹(shù)的定義可得出：度為1的結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為0或1。下圖a表示的是滿(mǎn)二叉樹(shù)，下圖b表示的是完全二叉樹(shù):完全二叉樹(shù)還具有如下兩個(gè)特性:性質(zhì)5具有n個(gè)結(jié)點(diǎn)的完全二叉樹(shù)深度為log2n+1。性質(zhì)6設(shè)完全二叉樹(shù)共有n個(gè)結(jié)點(diǎn)，如果從根結(jié)點(diǎn)開(kāi)始，按層序（每一層從左到右）用自然數(shù)1,2,，n給結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)

18、，則對(duì)于編號(hào)為k（k=1,2,，n）的結(jié)點(diǎn)有以下結(jié)論：若k=1,則該結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn)，它沒(méi)有父結(jié)點(diǎn)；若k>1,則該結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)的編號(hào)為INT（k/2）。若2k<9則編號(hào)為k的左子結(jié)點(diǎn)編號(hào)為2k;否則該結(jié)點(diǎn)無(wú)左子結(jié)點(diǎn)（顯然也沒(méi)有右子結(jié)點(diǎn)）。若2k+iwp則編號(hào)為k的右子結(jié)點(diǎn)編號(hào)為2k+1;否則該結(jié)點(diǎn)無(wú)右子結(jié)點(diǎn)。4、二叉樹(shù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)中，二叉樹(shù)通常采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。與線(xiàn)性鏈表類(lèi)似，用于存儲(chǔ)二叉樹(shù)中各元素的存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)也由兩部分組成：數(shù)據(jù)域和指針域。但在二叉樹(shù)中，由于每一個(gè)元素可以有兩個(gè)后件（即兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)），因止匕用于存儲(chǔ)二叉樹(shù)的存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)的指針域有兩個(gè)：一個(gè)用于指向該結(jié)點(diǎn)的左子結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)地

19、址，稱(chēng)為左指針域;另一個(gè)用于指向該結(jié)點(diǎn)的右子結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)地址，稱(chēng)為右指針域。*：一般二叉樹(shù)通常采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)于滿(mǎn)二叉樹(shù)與完全二叉樹(shù)來(lái)說(shuō)，可以按層序進(jìn)行順序存儲(chǔ)（注釋1）。5、二叉樹(shù)的遍歷二叉樹(shù)的遍歷是指不重復(fù)地訪(fǎng)問(wèn)二叉樹(shù)中的所有結(jié)點(diǎn)。二叉樹(shù)的遍歷可以分為以下三種：（1）前序遍歷（DLR）若二叉樹(shù)為空，則結(jié)束返回。否則：首先訪(fǎng)問(wèn)根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹(shù)，最后遍歷右子樹(shù);并且，在遍歷左右子樹(shù)時(shí)，仍然先訪(fǎng)問(wèn)根結(jié)點(diǎn)，然后遍歷左子樹(shù)，最后遍歷右子樹(shù)。（2）中序遍歷（LDR）若二叉樹(shù)為空，則結(jié)束返回。否則：首先遍歷左子樹(shù)，然后訪(fǎng)問(wèn)根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹(shù);并且，在遍歷左、右子樹(shù)時(shí)，仍然先遍歷左子樹(shù)，然后訪(fǎng)

20、問(wèn)根結(jié)點(diǎn)，最后遍歷右子樹(shù)。（3）后序遍歷（LRD）若二叉樹(shù)為空，則結(jié)束返回。否則：首先遍歷左子樹(shù)，然后遍歷右子樹(shù)，最后訪(fǎng)問(wèn)根結(jié)點(diǎn)，并且，在遍歷左、右子樹(shù)時(shí)，仍然先遍歷左子樹(shù)，然后遍歷右子樹(shù)，最后訪(fǎng)問(wèn)根結(jié)點(diǎn)。注釋1：這樣，不僅節(jié)省了存儲(chǔ)空間，又能方便地確定每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)與左右子結(jié)點(diǎn)的位置，但順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)對(duì)于一般的二叉樹(shù)不適用。1.7查找技術(shù)查找：根據(jù)給定的某個(gè)值，在查找表中確定一個(gè)其關(guān)鍵字等于給定值的數(shù)據(jù)元素。查找結(jié)果：（查找成功：找到；查找不成功：沒(méi)找到。）平均查找長(zhǎng)度：查找過(guò)程中關(guān)鍵字和給定值比較的平均次數(shù)。1、順序查找基本思想：從表中的第一個(gè)元素開(kāi)始，將給定的值與表中逐個(gè)元素的關(guān)鍵字進(jìn)

21、行比較，直到兩者相符，查到所要找的元素為止。否則就是表中沒(méi)有要找的元素，查找不成功。在平均情況下，利用順序查找法在線(xiàn)性表中查找一個(gè)元素，大約要與線(xiàn)性表中一半的元素進(jìn)行比較，最壞情況下需要比較n次。順序查找一個(gè)具有n個(gè)元素的線(xiàn)性表，其平均復(fù)雜度為O（n）。下列兩種情況下只能采用順序查找：1）如果線(xiàn)性表是無(wú)序表（即表中的元素是無(wú)序的），則不管是順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)還是鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，都只能用順序查找。2）即使是有序線(xiàn)性表，如果采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，也只能用順序查找。2、二分法查找思想：先確定待查找記錄所在的范圍，然后逐步縮小范圍，直到找到或確認(rèn)找不到該記錄為止。前提：必須在具有順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的有序表中進(jìn)行。查找過(guò)

22、程：1）若中間項(xiàng)（中間項(xiàng)mid=（n-1）/2，mid的值四舍五入取整）的值等于x,則說(shuō)明已查到；2）若x小于中間項(xiàng)的值，則在線(xiàn)性表的前半部分查找；3）若x大于中間項(xiàng)的值，則在線(xiàn)性表的后半部分查找。特點(diǎn)：比順序查找方法效率高。最壞的情況下，需要比較log2n次。*:二分法查找只適用于順序存儲(chǔ)的線(xiàn)性表，且表中元素必須按關(guān)鍵字有序（升序）排列（注釋1）。對(duì)于無(wú)序線(xiàn)性表和線(xiàn)性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)只能用順序查找。在長(zhǎng)度為n的有序線(xiàn)性表中進(jìn)行二分法查找，其時(shí)間復(fù)雜度為O（log2n）。注釋1:允許相鄰元素值相等。1.8排序技術(shù)排序是指將一個(gè)無(wú)序序列整理成按值非遞減順序排列的有序序列，即是將無(wú)序的記錄序列調(diào)整

23、為有序記錄序列的一種操作。1、交換類(lèi)排序法（方法：冒泡排序，快速排序）。2、插入類(lèi)排序法（方法：簡(jiǎn)單插入排序，希爾排序）。3、選擇類(lèi)排序法（方法：簡(jiǎn)單選擇排序，堆排序）?？偨Y(jié)：各種排序法比較：基#思策時(shí)閽量書(shū)度日港揮停,瞄元累比8.不皿條件時(shí)交我快透舞后選秀基，唯元素，酗交案劃分成兩個(gè)孑耳列（X血g皿茴單慚入群序新搞序的元素等成為一個(gè)有序袤和一個(gè)無(wú)序表,將無(wú)序表中元裳茹人到肓序袤中mw射爾推呼r分創(chuàng)成毛千個(gè)子產(chǎn)岫期進(jìn)行直授品入將呼M3)用單選掾排序俄at今蝴蛛，從中選出最小的元素將它交較飄統(tǒng)量前面境腓序速連旗，隹后將州直元震身瑞邙量后一千無(wú)氟交再調(diào)整力堆2.1程序設(shè)計(jì)風(fēng)格程序設(shè)計(jì)的風(fēng)格主要強(qiáng)調(diào)

24、：清晰第一，效率第二"（注釋1）。主要應(yīng)注重和考慮下述一些因素：（1）源程序文檔化。1 ）符號(hào)名的命名。符號(hào)名能反映它所代表的實(shí)際東西，應(yīng)有一定的實(shí)際含義。2）程序的注釋。分為序言性注釋和功能性注釋。序言性注釋?zhuān)何挥诔绦蜷_(kāi)頭部分，包括程序標(biāo)題、程序功能說(shuō)明、主要算法、接口說(shuō)明、程序位置、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)歷、程序設(shè)計(jì)者、復(fù)審者、復(fù)審日期及修改日期等。功能性注釋?zhuān)呵对谠闯绦蝮w之中，用于描述其后的語(yǔ)句或程序的主要功能。3）視覺(jué)組織。利用空格、空行、縮進(jìn)等技巧使程序?qū)哟吻逦＃?）數(shù)據(jù)說(shuō)明。1）數(shù)據(jù)說(shuō)明的次序規(guī)范化；2）說(shuō)明語(yǔ)句中變量安排有序化；3）使用注釋來(lái)說(shuō)明復(fù)雜數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。（3）語(yǔ)句的結(jié)構(gòu)。1）

25、在一行內(nèi)只寫(xiě)一條語(yǔ)句；2）程序編寫(xiě)應(yīng)優(yōu)先考慮清晰性；3）程序編寫(xiě)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(shí)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(kù)函數(shù)；8）避免采用復(fù)雜的條件語(yǔ)句；9）盡量減少使用“否定”條件語(yǔ)句；10）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要有利于程序的簡(jiǎn)化；11）要模塊化，使模塊功能盡可能單一化；12）利用信息隱蔽（注釋2），確保每一個(gè)模塊的獨(dú)立性；13）從數(shù)據(jù)出發(fā)去構(gòu)造程序；14）不要修補(bǔ)不好的程序，要重新編寫(xiě)。（4）輸入和輸出。1）對(duì)輸入數(shù)據(jù)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的合法性；2）檢查輸入項(xiàng)的各種重要組合的合法性；3）輸入格式要簡(jiǎn)單，使得輸入的步驟和操作

26、盡可能簡(jiǎn)單；4）輸入數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)允許使用自由格式；5）應(yīng)允許缺省值；6）輸入一批數(shù)據(jù)時(shí)，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(shí)，要在屏幕上使用提示符明確提示輸入的請(qǐng)求，同時(shí)在數(shù)據(jù)輸入過(guò)程中和輸入結(jié)束時(shí)，應(yīng)在屏幕上給出狀態(tài)信息；8）當(dāng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言對(duì)輸入格式有嚴(yán)格要求時(shí)，應(yīng)保持輸入格式與輸入語(yǔ)句的一致性；給所有的輸出加注釋?zhuān)⒃O(shè)計(jì)輸出報(bào)表格式。注釋1：“清晰第一，效率第二”是當(dāng)今主導(dǎo)的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格。注釋2：信息隱蔽是指采用封裝技術(shù)，將程序模塊的實(shí)施細(xì)節(jié)隱藏起來(lái)，使模塊接口盡量簡(jiǎn)單。即指在設(shè)計(jì)和確定模塊時(shí)，使得一個(gè)模塊內(nèi)包含的信息（過(guò)程或數(shù)據(jù)），對(duì)于不需要這些信息的其它模塊來(lái)說(shuō)，

27、是不能訪(fǎng)問(wèn)的。2.2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)（面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)方法）1 、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則可以概括為：自頂向下，逐步求精，模塊化，限制使用goto語(yǔ)句。（ 1）自頂向下。程序設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)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)。不要一開(kāi)始就過(guò)多追求眾多的細(xì)節(jié)，先從最上層總目標(biāo)開(kāi)始設(shè)計(jì)，逐步使問(wèn)題具體化。（ 2）逐步求精。對(duì)復(fù)雜問(wèn)題，應(yīng)設(shè)計(jì)一些子目標(biāo)作過(guò)渡，逐步細(xì)化。（ 3） 模塊化。一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題，肯定是由若干稍簡(jiǎn)單的問(wèn)題構(gòu)成。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(gè)小目標(biāo)稱(chēng)為一個(gè)模塊。（4）限制使用goto語(yǔ)句。2、結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu)：順序

28、結(jié)構(gòu)，選擇結(jié)構(gòu)，重復(fù)結(jié)構(gòu)。1 ）順序結(jié)構(gòu)。一種簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)，即按照程序語(yǔ)句行的自然順序，一條語(yǔ)句一條語(yǔ)句地執(zhí)行程序，它是最基本、最常用的結(jié)構(gòu)。2 ）選擇結(jié)構(gòu)。又稱(chēng)分支結(jié)構(gòu)，包括簡(jiǎn)單選擇和多分支選擇結(jié)構(gòu)，可根據(jù)條件，判斷應(yīng)該選擇哪一條分支來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的語(yǔ)句序列。3）重復(fù)結(jié)構(gòu)。又稱(chēng)循環(huán)結(jié)構(gòu)，可根據(jù)給定的條件，判斷是否需要重復(fù)執(zhí)行某一相同的或類(lèi)似的程序段。僅僅使用順序、選擇和循環(huán)三種基本控制結(jié)構(gòu)就足以表達(dá)各種其他形式結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)任何單入口/單出口的程序。2.3面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)客觀(guān)世界中任何一個(gè)事物都可以被看成是一個(gè)對(duì)象，面向?qū)ο蠓椒ǖ谋举|(zhì)就是主張從客觀(guān)世界固有的事物出發(fā)來(lái)構(gòu)造系統(tǒng)，提倡人們?cè)诂F(xiàn)實(shí)

29、生活中常用的思維來(lái)認(rèn)識(shí)、理解和描述客觀(guān)事物，強(qiáng)調(diào)最終建立的系統(tǒng)能夠映射問(wèn)題域。也就是說(shuō)，系統(tǒng)中的對(duì)象及對(duì)象之間的關(guān)系能夠如實(shí)地反映問(wèn)題域中固有的事物及其關(guān)系。面向?qū)ο蠓椒ǖ闹饕獌?yōu)點(diǎn)：（ 1）與人類(lèi)習(xí)慣的思維方法一致；（ 2）穩(wěn)定性好；（ 3）可重用（注釋1）性好；（ 4）易于開(kāi)發(fā)大型軟件產(chǎn)品；（ 5）可維護(hù)性好。*：面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)主要考慮的是提高軟件的可重用性。對(duì)象是面向?qū)ο蠓椒ㄖ凶罨镜母拍?，可以用?lái)表示客觀(guān)世界中的任何實(shí)體，對(duì)象是實(shí)體的抽象。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法中的對(duì)象是系統(tǒng)中用來(lái)描述客觀(guān)事物的一個(gè)實(shí)體，是構(gòu)成系統(tǒng)的一個(gè)基本單位，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。對(duì)

30、象是屬性和方法的封裝體。屬性即對(duì)象所包含的信息，它在設(shè)計(jì)對(duì)象時(shí)確定，一般只能通過(guò)執(zhí)行對(duì)象的操作來(lái)改變。操作描述了對(duì)象執(zhí)行的功能，操作也稱(chēng)為方法或服務(wù)。操作是對(duì)象的動(dòng)態(tài)屬性。*：一個(gè)對(duì)象由對(duì)象名、屬性和操作三部分組成。對(duì)象的基本特點(diǎn)：標(biāo)識(shí)惟一性，分類(lèi)性，多態(tài)性，封裝性，模塊獨(dú)立性好。（ 1）標(biāo)識(shí)惟一性。指對(duì)象是可區(qū)分的，并且由對(duì)象的內(nèi)在本質(zhì)來(lái)區(qū)分，而不是通過(guò)描述來(lái)區(qū)分。（ 2）分類(lèi)性。指可以將具有相同屬性的操作的對(duì)象抽象成類(lèi)。（ 3）多態(tài)性。指同一個(gè)操作可以是不同對(duì)象的行為。（ 4）封裝性。從外面看只能看到對(duì)象的外部特性，即只需知道數(shù)據(jù)的取值范圍和可以對(duì)該數(shù)據(jù)施加的操作，根本無(wú)需知道數(shù)據(jù)的具體結(jié)

31、構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)操作的算法。對(duì)象的內(nèi)部，即處理能力的實(shí)行和內(nèi)部狀態(tài)，對(duì)外是不可見(jiàn)的。從外面不能直接使用對(duì)象的處理能力，也不能直接修改其內(nèi)部狀態(tài)，對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)只能由其自身改變。*：信息隱蔽是通過(guò)對(duì)象的封裝性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（5）模塊獨(dú)立性好。對(duì)象是面向?qū)ο蟮能浖幕灸K，它是由數(shù)據(jù)及可以對(duì)這些數(shù)據(jù)施加的操作所組成的統(tǒng)一體，而且對(duì)象是以數(shù)據(jù)為中心的，操作圍繞對(duì)其數(shù)據(jù)所需做的處理來(lái)設(shè)置，沒(méi)有無(wú)關(guān)的操作。從模塊的獨(dú)立性考慮，對(duì)象內(nèi)部各種元素彼此結(jié)合得很緊密，內(nèi)聚性強(qiáng)。類(lèi)是指具有共同屬性、共同方法的對(duì)象的集合。所以類(lèi)是對(duì)象的抽象，對(duì)象是對(duì)應(yīng)類(lèi)的一個(gè)實(shí)例。消息是一個(gè)實(shí)例與另一個(gè)實(shí)例之間傳遞的信息。消息的組成包括：

32、（1）接收消息的對(duì)象的名稱(chēng)；（2）消息標(biāo)識(shí)符，也稱(chēng)消息名；（3）零個(gè)或多個(gè)參數(shù)。*：在面向?qū)ο蠓椒ㄖ?，一個(gè)對(duì)象請(qǐng)求另一個(gè)對(duì)象為其服務(wù)的方式是通過(guò)發(fā)送消息。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)定義他們。繼承分單繼承和多重繼承。單繼承指一個(gè)類(lèi)只允許有一個(gè)父類(lèi)，多重繼承指一個(gè)類(lèi)允許有多個(gè)父類(lèi)。*：類(lèi)的繼承性是類(lèi)之間共享屬性和操作的機(jī)制，它提高了軟件的可重用性。多態(tài)性是指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)的現(xiàn)象。本章應(yīng)考點(diǎn)撥：本章在考試中會(huì)出現(xiàn)約1個(gè)題目，所占分值大約占2分，是出題量較小的一章。本章內(nèi)容比較少，也很簡(jiǎn)單，掌握住基本的概念就可以輕松應(yīng)對(duì)考試了，所以在這部分丟分，

33、比較可惜。注釋1：軟件的重用是指在不同的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中重復(fù)使用相同或相似軟件的過(guò)程。3.1 軟件工程基本概念1、軟件的相關(guān)概念計(jì)算機(jī)軟件是包括程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的完整集合。軟件的特點(diǎn)包括：1）軟件是一種邏輯實(shí)體，而不是物理實(shí)體，具有抽象性（注釋1）；2）軟件的生產(chǎn)與硬件不同，它沒(méi)有明顯的制作過(guò)程；3）軟件在運(yùn)行、使用期間不存在磨損、老化問(wèn)題；4）軟件的開(kāi)發(fā)、運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依賴(lài)性，受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制，這導(dǎo)致了軟件移植的問(wèn)題；5）軟件復(fù)雜性高，成本昂貴；6）軟件開(kāi)發(fā)涉及諸多的社會(huì)因素（注釋2）。2、軟件危機(jī)與軟件工程軟件工程源自軟件危機(jī)。所謂軟件危機(jī)是泛指在計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)和維護(hù)過(guò)程中所遇

34、到的一系列嚴(yán)重問(wèn)題。具體的說(shuō)，在軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)過(guò)程中，軟件危機(jī)主要表現(xiàn)在：1 ）軟件需求的增長(zhǎng)得不到滿(mǎn)足。用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)不滿(mǎn)意的情況經(jīng)常發(fā)生。2）軟件開(kāi)發(fā)成本和進(jìn)度無(wú)法控制。開(kāi)發(fā)成本超出預(yù)算，開(kāi)發(fā)周期大大超過(guò)規(guī)定日期的情況經(jīng)常發(fā)生。3）軟件質(zhì)量難以保證。4）軟件不可維護(hù)或維護(hù)程度非常低。5）軟件的成本不斷提高。6）軟件開(kāi)發(fā)生產(chǎn)率的提高跟不上硬件的發(fā)展和應(yīng)用需求的增長(zhǎng)?？傊?，可以將軟件危機(jī)可以歸結(jié)為成本、質(zhì)量、生產(chǎn)率等問(wèn)題。軟件工程是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件的定義、開(kāi)發(fā)和維護(hù)的一整套方法、工具、文檔、實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和工序。軟件工程的目的就是要建造一個(gè)優(yōu)良的軟件系統(tǒng)，它所包含的內(nèi)容概括為以下兩點(diǎn)：1）軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，

35、主要有軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)、軟件工具、軟件工程環(huán)境。2）軟件工程管理，主要有軟件管理、軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)。軟件工程的主要思想是將工程化原則運(yùn)用到軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，它包括3個(gè)要素：方法、工具和過(guò)程。方法是完成軟件工程項(xiàng)目的技術(shù)手段；工具是支持軟件的開(kāi)發(fā)、管理、文檔生成；過(guò)程支持軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)的控制、管理。軟件工程過(guò)程是把輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動(dòng)。3、軟件生命周期軟件生命周期：軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)到停止使用退役的過(guò)程。軟件生命周期分為軟件定義、軟件開(kāi)發(fā)及軟件運(yùn)行維護(hù)三個(gè)階段：1）軟件定義階段：包括制定計(jì)劃和需求分析。制定計(jì)劃：確定總目標(biāo)；可行性研究；探討解決方案；制定開(kāi)發(fā)計(jì)劃。需求

36、分析：對(duì)待開(kāi)發(fā)軟件提出的需求進(jìn)行分析并給出詳細(xì)的定義。2）軟件開(kāi)發(fā)階段：軟件設(shè)計(jì)：分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。軟件實(shí)現(xiàn)：把軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的程序代碼。軟件測(cè)試：在設(shè)計(jì)測(cè)試用例的基礎(chǔ)上檢驗(yàn)軟件的各個(gè)組成部分。3） 軟件運(yùn)行維護(hù)階段：軟件投入運(yùn)行，并在使用中不斷地維護(hù)，進(jìn)行必要的擴(kuò)充和刪改。*：軟件生命周期中所花費(fèi)最多的階段是軟件運(yùn)行維護(hù)階段。4、軟件工程的目標(biāo)和與原則（1）軟件工程目標(biāo)：在給定成本、進(jìn)度的前提下，開(kāi)發(fā)出具有有效性、可靠性、可理解性、可維護(hù)性、可重用性、可適應(yīng)性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿(mǎn)足用戶(hù)需求的產(chǎn)品。（ 2） 軟件工程需要達(dá)到的基本目標(biāo)應(yīng)是：付出較低的

37、開(kāi)發(fā)成本；達(dá)到要求的軟件功能；取得較好的軟件性能；開(kāi)發(fā)的軟件易于移植；需要較低的維護(hù)費(fèi)用；能按時(shí)完成開(kāi)發(fā)，及時(shí)交付使用。（3）軟件工程原則：抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完備性和可驗(yàn)證性。1） 抽象：抽象是事物最基本的特性和行為，忽略非本質(zhì)細(xì)節(jié)，采用分層次抽象，自頂向下，逐層細(xì)化的辦法控制軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的復(fù)雜性。2） 信息隱蔽：采用封裝技術(shù)，將程序模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)隱蔽起來(lái)，使模塊接口盡量簡(jiǎn)單。3）模塊化：模塊是程序中相對(duì)獨(dú)立的成分，一個(gè)獨(dú)立的編程單位，應(yīng)有良好的接口定義。模塊的大小要適中，模塊過(guò)大會(huì)使模塊內(nèi)部的復(fù)雜性增加，不利于模塊的理解和修改，也不利于模塊的調(diào)試和重用；模塊太小

38、會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)表示過(guò)于復(fù)雜，不利于控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。4）局部化：保證模塊間具有松散的耦合關(guān)系，模塊內(nèi)部有較強(qiáng)的內(nèi)聚性。5）確定性：軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中所有概念的表達(dá)應(yīng)是確定、無(wú)歧義且規(guī)范的。6）一致性：程序內(nèi)外部接口應(yīng)保持一致，系統(tǒng)規(guī)格說(shuō)明與系統(tǒng)行為應(yīng)保持一致。7）完備性：軟件系統(tǒng)不丟失任何重要成分，完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的功能。8）可驗(yàn)證性：應(yīng)遵循容易檢查、測(cè)評(píng)、評(píng)審的原則，以確保系統(tǒng)的正確性。5、軟件開(kāi)發(fā)工具與軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境（1）軟件開(kāi)發(fā)工具軟件開(kāi)發(fā)工具的完善和發(fā)展將促使軟件開(kāi)發(fā)方法的進(jìn)步和完善，促進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)的高速度和高質(zhì)量。軟件開(kāi)發(fā)工具的發(fā)展是從單項(xiàng)工具的開(kāi)發(fā)逐步向集成工具發(fā)展的，軟件開(kāi)發(fā)工具為軟件工

39、程方法提供了自動(dòng)的或半自動(dòng)的軟件支撐環(huán)境。同時(shí)，軟件開(kāi)發(fā)方法的有效應(yīng)用也必須得到相應(yīng)工具的支持，否則方法將難以有效的實(shí)施。（2）軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境（或稱(chēng)軟件工程環(huán)境）是全面支持軟件開(kāi)發(fā)全過(guò)程的軟件工具集合。計(jì)算機(jī)輔助軟件工程（CASE，ComputerAidedSoftwareEngineering）將各種軟件工具、開(kāi)發(fā)機(jī)器和一個(gè)存放開(kāi)發(fā)過(guò)程信息的中心數(shù)據(jù)庫(kù)組合起來(lái)，形成軟件工程環(huán)境。它將極大降低軟件開(kāi)發(fā)的技術(shù)難度并保證軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量。注釋1：軟件的這個(gè)特點(diǎn)使它與其它工程對(duì)象有著明顯的差異。人們可以把它記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上，但卻無(wú)法看到軟件本身的形態(tài)，必須通過(guò)觀(guān)察、分析、思考、判斷，才能了解

40、它的功能、性能等特性。注釋2：許多軟件的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行涉及軟件用戶(hù)的機(jī)構(gòu)設(shè)置，體制問(wèn)題以及管理方式等，甚至涉及到人們的觀(guān)念和心理，軟件知識(shí)產(chǎn)權(quán)及法律等問(wèn)題。3.2結(jié)構(gòu)化分析方法結(jié)構(gòu)化方法的核心和基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理論。1、需求分析需求分析方法有：1）結(jié)構(gòu)化需求分析方法；2）面向?qū)ο蟮姆治龇椒ā?：需求分析的任務(wù)就是導(dǎo)出目標(biāo)系統(tǒng)的邏輯模型，解決“做什么”的問(wèn)題。*：需求分析一般分為需求獲取、需求分析、編寫(xiě)需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)和需求評(píng)審四個(gè)步驟進(jìn)行。2、結(jié)構(gòu)化分析方法結(jié)構(gòu)化分析方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理論在軟件需求分析階段的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)化分析方法的實(shí)質(zhì)：著眼于數(shù)據(jù)流，自頂向下，逐層分解，建立系統(tǒng)的處理流程，以數(shù)

41、據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典為主要工具，建立系統(tǒng)的邏輯模型。結(jié)構(gòu)化分析的常用工具：1）數(shù)據(jù)流圖（DFD）;2）數(shù)據(jù)字典（DD）;3）判定樹(shù)；4）判定表。數(shù)據(jù)流圖以圖形的方式描繪數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中流動(dòng)和處理的過(guò)程，它反映了系統(tǒng)必須完成的邏輯功能，是結(jié)構(gòu)化分析方法中用于表示系統(tǒng)邏輯模型的一種工具。加工腌流存儲(chǔ)文件漬、潭上圖是數(shù)據(jù)流圖的基本圖形元素：加工（轉(zhuǎn)換）：輸入數(shù)據(jù)經(jīng)加工變換產(chǎn)生輸出。數(shù)據(jù)流：沿箭頭方向傳送數(shù)據(jù)的通道，一般在旁邊標(biāo)注數(shù)據(jù)流名存儲(chǔ)文件（數(shù)據(jù)源）：表示處理過(guò)程中存放各種數(shù)據(jù)的文件。源，潭：表示系統(tǒng)和環(huán)境的接口，屬系統(tǒng)之外的實(shí)體。畫(huà)數(shù)據(jù)流圖的基本步驟：自外向內(nèi)，自頂向下，逐層細(xì)化，完善求精。下圖是一個(gè)

42、數(shù)據(jù)流圖的示例:數(shù)據(jù)字典：對(duì)所有與系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)元素的一個(gè)有組織的列表,以及精確的、嚴(yán)格的定義，使得用戶(hù)和系統(tǒng)分析員對(duì)于輸入、輸出、存儲(chǔ)成分和中間計(jì)算結(jié)果有共同的理解。*：數(shù)據(jù)字典的作用是對(duì)數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的被命名的圖形元素的確切解釋。*：數(shù)據(jù)字典是結(jié)構(gòu)化分析方法的核心。3、軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)（SRS）軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)是需求分析階段的最后成果，通過(guò)建立完整的信息描述、詳細(xì)的功能和行為描述、性能需求和設(shè)計(jì)約束的說(shuō)明、合適的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，給出對(duì)目標(biāo)軟件的各種需求。3.3結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法1、軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)*：需求分析主要解決“做什么”的問(wèn)題，而軟件設(shè)計(jì)主要解決“怎么做”的問(wèn)題。從技術(shù)觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，軟件設(shè)計(jì)包括

43、軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、過(guò)程設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：定義軟件系統(tǒng)各主要部件之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)：將分析時(shí)創(chuàng)建的模型轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義。接口設(shè)計(jì)：描述軟件內(nèi)部、軟件和協(xié)作系統(tǒng)之間以及軟件與人之間如何通信。過(guò)程設(shè)計(jì)：把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換成軟件的過(guò)程性描述。從工程角度來(lái)看，軟件設(shè)計(jì)分兩步完成，即概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。概要設(shè)計(jì)：又稱(chēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將軟件需求轉(zhuǎn)化為軟件體系結(jié)構(gòu)，確定系統(tǒng)級(jí)接口、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫(kù)模式。詳細(xì)設(shè)計(jì)：確定每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用適當(dāng)方法表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。軟件設(shè)計(jì)的基本原理包括：抽象、模塊化、信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。1）抽象。抽象是一種思維工具，就是把事物本質(zhì)的共同特性提取出來(lái)而不考慮其他細(xì)節(jié)。2）模塊化。解決一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題