第5章 計算機程序設(shè)計

第5章計算機程序設(shè)計本章導(dǎo)讀：

本章主要介紹程序設(shè)計基礎(chǔ)知識、程序設(shè)計的一般過程和程序設(shè)計語言，重點介紹了面向過程程序設(shè)計、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計和可視化程序設(shè)計的特點，并結(jié)合C、C++、Java、VB等語言介紹這些程序設(shè)計方法的具體應(yīng)用。本章主要知識點：

程序設(shè)計基礎(chǔ)知識面向過程程序設(shè)計的特點及其應(yīng)用

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的特點及其應(yīng)用可視化程序設(shè)計的特點及其應(yīng)用

第5章計算機程序設(shè)計5.1概述

5.2面向過程程序設(shè)計5.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計5.4可視化程序設(shè)計5.1概述返回本章目錄5.1.1程序設(shè)計基礎(chǔ)5.1.2程序設(shè)計的一般過程5.1.3程序設(shè)計語言5.1.4程序設(shè)計發(fā)展概況5.1.1程序設(shè)計基礎(chǔ)

計算機之所以能自動連續(xù)地進行工作，最根本的原因就在于“存儲程序”和“程序控制”。“存儲程序”——就是把計算機處理問題的步驟用計算機能夠識別的指令編寫出來，并送入計算機內(nèi)部的存儲器存儲起來?！俺绦蚩刂啤薄褪前咽孪却鎯玫某绦驈拇鎯ζ魅〕鰜?，送入CPU執(zhí)行，計算機才能按照人的意圖自動完成指定的工作。因此，程序就是為解決某一問題而編寫的語句集合，是將一個實際問題的具體操作用某種程序設(shè)計語言描述出來的指令序列。編寫程序的過程就是程序設(shè)計。程序設(shè)計語言就是計算機能夠理解和執(zhí)行的特殊語言。

返回本節(jié)目錄5.1.2程序設(shè)計的一般過程返回本節(jié)目錄程序設(shè)計就是分析問題、編寫程序、調(diào)試程序的過程。用計算機解決實際問題的基本過程如下圖所示。程序設(shè)計步驟如下：（1）分析要解決的問題，明確任務(wù)（2）分析問題，建立數(shù)學(xué)模型，并選擇合適的解決方案（3）確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)＋算法=程序（4）編寫程序（5）調(diào)試程序（6）整理資料，交付使用分析問題確定解決方案確定具體算法編寫程序調(diào)試程序整理文檔5.1.3程序設(shè)計語言程序設(shè)計語言可分成機器語言、匯編語言和高級語言。前兩類依賴于計算機硬件，因機器而異又稱為低級語言，而高級語言與計算機硬件基本無關(guān)，是目前使用非常廣泛的程序設(shè)計語言。

1.機器語言機器語言是一種用二進制數(shù)“0”和“1”表示計算機各種操作的程序設(shè)計語言。一條機器指令能夠控制計算機執(zhí)行一種操作。計算機能夠直接理解和執(zhí)行使用機器語言編寫的程序，執(zhí)行速度快，占用內(nèi)存少；但難于記憶，編程困難，可讀性差，容易出錯。機器語言是面向機器的語言，可移植性極差。5.1.3程序設(shè)計語言

2.匯編語言

匯編語言是一種用助記符來表示各個基本操作的程序設(shè)計語言。如用ADD表示加法操作，SUB表示減法操作等。匯編語言的出現(xiàn)，大大減少了程序編寫、閱讀、修改、維護等方面的工作量，但匯編語言也是一種面向機器的語言，計算機不能直接執(zhí)行，通用性和可移植性差，必須經(jīng)過匯編程序翻譯成機器語言程序后才能在計算機上執(zhí)行，需要程序員對計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常了解。

xor

ah,ah ;(ah)=0

int13h ;13H中斷調(diào)用

movah,80h

jmp0000:7c00 ;跳轉(zhuǎn)5.1.3程序設(shè)計語言返回本節(jié)目錄

3.高級語言高級語言是一種用接近自然語言和數(shù)學(xué)語言的語法、符號描述基本操作的程序設(shè)計語言。高級語言編寫的程序不依賴于具體的機器，程序員編程時無需關(guān)心計算機內(nèi)部的細節(jié)，從而大大提高了編程效率。計算機不能直接執(zhí)行使用高級語言編寫的程序，需用專門的翻譯程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成機器語言程序后才能執(zhí)行。目前，使用較廣泛的高級語言有C、C++、VisualBasic、VisualC++、PowerBuilder、Java、Delphi、ASP、JSP、PHP、VisualFoxpro等。5.2面向過程程序設(shè)計返回本章目錄5.2.1概述5.2.2基于C語言的面向過程程序設(shè)計

5.2.1概述面向過程程序設(shè)計有三種基本結(jié)構(gòu)：順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)，又稱“結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計”。程序一般由一個主程序（或主函數(shù)）和若干個子程序(或函數(shù))組成。它把數(shù)據(jù)和過程分離成兩個相互獨立的實體，程序員必須時刻注意所處理的數(shù)據(jù)，對不同數(shù)據(jù)作相同處理或?qū)ο嗤瑪?shù)據(jù)作不同處理，都要重新編程，程序的可重用性不好。面向過程程序設(shè)計中過程的實現(xiàn)取決于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如果一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，將導(dǎo)致許多函數(shù)和過程重寫。有時幾個關(guān)鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，將導(dǎo)致整個軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)崩潰。5.2.2基于C語言的面向過程程序設(shè)計

C語言是國際上廣泛流行的程序設(shè)計語言，適合作為系統(tǒng)描述語言，既可用來寫系統(tǒng)軟件，也可用來寫應(yīng)用軟件。特點如下：（1）是一種高級語言，但它又提供了低級語言的功能。（2）提供豐富的數(shù)據(jù)類型，可以實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（3）提供了豐富的運算符，表達式類型多樣化。（4）是結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計語言。（5）生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。（6）可移植性好，可以用于各種類型的計算機和操作系統(tǒng)中。（7）有預(yù)處理功能，提高了程序的可讀性和可移植性。（8）語法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計自由度大。

返回本節(jié)目錄5.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計返回本章目錄5.3.1概述5.3.2基于C++的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計5.3.3基于Java的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計5.3.1概述傳統(tǒng)程序設(shè)計方法的程序缺乏可交換性，程序效率低，可靠性差，程序維護困難。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是一種通過模仿人類思維方式(包括概括、分類、抽象、歸納等）來建立現(xiàn)實世界模型的方法，是嶄新的程序設(shè)計思想體系。它通過數(shù)據(jù)抽象，將許多對象中共性的數(shù)據(jù)和操作這些數(shù)據(jù)所需要的算法抽取出來。它將數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)的操作封裝在一起，作為一個相互依存、不可分割的整體來處理，并采用信息隱藏技術(shù)，將對象及對象的操作抽象成一種新的數(shù)據(jù)類型——“類”，并考慮不同對象之間的聯(lián)系和類的重用性。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計中，首要的任務(wù)就是確定所需要的類，每個類應(yīng)設(shè)置足夠的操作，并利用繼承機制共享其相同的特性。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的最大優(yōu)點是允許“繼承”，即在某個類的基礎(chǔ)上可以派生出新類。5.3.2基于C++的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計

C++繼承了C語言的全部內(nèi)容，并在C語言的基礎(chǔ)上增加了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的內(nèi)容。C++既支持傳統(tǒng)的面向過程程序設(shè)計，又支持新型的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計。因此，C++成為面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的主流語言。

5.3.3基于Java的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計返回本節(jié)目錄

Java是一種廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)編程語言，簡單，面向?qū)ο?，解釋?zhí)行不依賴于機器的結(jié)構(gòu)，具有可移植性、安全性，并且提供了并發(fā)機制，是多線程的。Java語言的特性使它可以最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)，Java的小應(yīng)用程序（Applet）是動態(tài)、安全、跨平臺的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，可在網(wǎng)絡(luò)上傳輸而不受CPU和環(huán)境的限制。JavaApplet嵌入HTML語言，通過主頁發(fā)布到Internet。

5.4可視化程序設(shè)計5.4.1概述5.4.2基于VisualBasic的可視化程序設(shè)計

返回本章目錄5.4.1概述可視化程序設(shè)計簡單說就是“所見即所得”，即在設(shè)計時，根據(jù)頭腦中所想象的應(yīng)用程序界面，通過鼠標(biāo)以“手繪”的方式在屏幕上“畫”出程序界面，而不是編制大量的代碼然后再編譯生成界面，底層的一些程序代碼可以由開發(fā)平臺自動生成?？梢暬绦蛟O(shè)計一般為用戶提供大量的界面元素或稱為控件對象。用戶只要利用鼠標(biāo)把這些控件對象拖動到適當(dāng)位置，然后設(shè)置它們的大小、形狀、屬性等，就可以設(shè)計出自己所想要的應(yīng)用程序界面。5.4.2基于VisualBasic的可視化程序設(shè)計

VisualBasic是由微軟公司于1991年推出的可視化程序設(shè)計語言。“VisualBasic”的意思就是“可視化的BASIC語言”，它是對BASIC語言的擴充，既保留了BASIC語言易學(xué)易用的優(yōu)點，又充分利用Windows提供的圖形環(huán)境，提供了一套嶄新的可視化設(shè)計工具，采用面向?qū)ο蟮氖录?qū)動編程機制，大大簡化了Windows程序