C語言程序設(shè)計課件 第12章

第12章模塊化程序設(shè)計實戰(zhàn)12.1模塊化程序設(shè)計基礎(chǔ)12.2模塊化程序設(shè)計示例本章小結(jié)

12.1模塊化程序設(shè)計基礎(chǔ)

C語言是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言，它的程序設(shè)計特點就是以函數(shù)為主要模塊的模塊化程序設(shè)計。

1.函數(shù)和模塊

在使用C語言進行模塊化程序設(shè)計時，一般把邏輯功能完全獨立或相對獨立的程序部分設(shè)計成函數(shù)，也叫子程序，這是一段可重復使用的代碼。每個函數(shù)只完成一個功能，作為程序的一個功能模塊。函數(shù)的使用既符合只有一個入口和出口的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計原則，又特別適合開發(fā)多功能大型程序。

2.文件

C程序文件按后綴分為“.c”和“.h”的兩類文件。“.c”文件為包含實際程序代碼的基本程序文件。“.h”文件稱為頭文件，一般包含類、子程序、變量和其他標識符的前置聲明。

頭文件內(nèi)容的安排可遵循如下原則：

(1)頭文件應該只包含所需的內(nèi)容，例如宏定義、結(jié)構(gòu)類型聲明、函數(shù)聲明等，而不包含具體實現(xiàn)。

(2)頭文件可以包括各種公用的類型定義。

(3)頭文件可以包括各種公用的宏定義，必要的時候可添加一些注釋以解釋頭文件的作用、包含的內(nèi)容、使用方法等。

(4)只用文件包含命令(#include)包含“.h”頭文件，不用它包含“.c”程序文件。

頭文件編寫的注意事項如下：

(1)把所有公用的類型定義、公用的結(jié)構(gòu)、聯(lián)合和枚舉聲明、公用的宏定義放在適當?shù)念^文件中，提供給各個文件參考。

(2)如果只有一個文件需要某個標準頭文件，則不要將它放在公用的頭文件中，應讓這個源程序文件直接包含它，以提高編譯效率。

(3)避免頭文件之間的循環(huán)依賴，因為頭文件之間的循環(huán)依賴可能導致編譯錯誤或者難以排查的問題。

(4)不要對頭文件重復編譯。

一個實用的系統(tǒng)一般都會由多個文件組成，文件的組織可遵循如下原則：

首先根據(jù)程序的規(guī)模和功能將程序劃分為多個子模塊，并建立一個或多個“.c”文件容納這些子模塊。這些文件可以包含一個或多個函數(shù)模塊，如果函數(shù)模塊較為復雜，則可將其單獨置于一個文件中。例如，主函數(shù)通常放在一個單獨的文件中，用來控制程序的流程；與輸入和輸出有關(guān)的功能可以放在一個文件中；同類型的功能可以放在一個文件中，如下節(jié)例12-1中的增、刪、改查這類操作。

然后根據(jù)源程序的文件數(shù)量和功能，設(shè)計相應的頭文件。

12.2模塊化程序設(shè)計示例

例12-1編寫一個小型學生成績管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要實現(xiàn)如下功能：

(1)存儲功能：用結(jié)構(gòu)類型數(shù)組存儲記錄。每一條記錄包括一個學生的學號、姓名、課程成績等。

(2)輸入功能：可以一次完成若干條記錄的輸入。

(3)顯示功能：顯示全部學生記錄。

(4)查找功能：按學號查找學生記錄并顯示。

(5)排序功能：按總分排序或按學號排序。

(6)插入功能：指定位置插入一條學生記錄。

(7)刪除功能：能刪除指定記錄。

(8)導入功能：能將學生數(shù)據(jù)保存到文件中，能將文件中的數(shù)據(jù)導入。

本例中要實現(xiàn)的功能即對程序的“需求”。在確定好需求之后，就可以開始對系統(tǒng)進行整體架構(gòu)設(shè)計。要實現(xiàn)題目要求的所有功能，必須編寫多個功能函數(shù)模塊。系統(tǒng)功能模塊圖如圖12-1所示。

圖12-1系統(tǒng)功能模塊圖

1.菜單設(shè)計

2.數(shù)據(jù)存儲方式及定義

學生的成績等信息用結(jié)構(gòu)類型數(shù)組進行存儲。建立學生信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)structstudent，該結(jié)構(gòu)包括學號、姓名、成績、總分、平均分、名次。

3.函數(shù)設(shè)計

在進行以函數(shù)為主要模塊的程序設(shè)計時，需要注意以下幾點：

(1)將程序按功能劃分成多個模塊，每個模塊負責一個具體的功能。要確保模塊之間的功能具有獨立性和內(nèi)聚性，減少模塊間的耦合度。

(2)在實現(xiàn)模塊時，遵循一致的編碼風格和規(guī)范，提高代碼的可讀性和可維護性。函數(shù)模塊的命名應該清晰，做到看見函數(shù)名即可了解大概功能。

(3)盡量避免使用全局變量，減少模塊間的依賴關(guān)系。

(4)應做到“邊寫邊測試”，在實現(xiàn)一個功能后，及時測試是否存在漏洞，避免在整合模塊后出錯卻無跡可尋。

1)輸入函數(shù)

輸入函數(shù)原型如下

intinput(STUDENT*stud,intn);

輸入函數(shù)的流程圖如圖12-2所示。

圖12-2輸入函數(shù)的流程圖

2)顯示函數(shù)

顯示函數(shù)原型如下：

voidprint(STUDENT*stud,intn);

該函數(shù)的功能是將stud指向的n條學生記錄顯示出來。

3)排序函數(shù)

排序函數(shù)原型如下：

voidsort(STUDENT*stud,intn);

該函數(shù)的功能是將stud指向的n條學生記錄按照學號或者總分進行排序。

排序函數(shù)的流程圖如圖12-3所示。

圖12-3排序函數(shù)的流程圖

4)查找函數(shù)

查找函數(shù)原型如下：

voidsearch(STUDENT*stud,intn);

該函數(shù)的功能是在stud指向的n條學生記錄中查找指定學號的學生記錄。

5)插入函數(shù)

插入函數(shù)原型如下：

intinsert(STUDENT*stud,intn);

該函數(shù)的功能是在stud指向的n條學生記錄中插入一條新記錄，根據(jù)學號大小將新記錄排于適當位置。

插入函數(shù)的流程圖如圖12-4所示。

圖12-4插入函數(shù)的流程圖

6)刪除函數(shù)

刪除函數(shù)原型如下：

intDelete(STUDENT*stud,intn);

該函數(shù)的功能是在stud指向的n條學生記錄中刪除指定學號的學生記錄。

刪除函數(shù)的流程圖如圖12-5所示。

圖12-5刪除函數(shù)的流程圖

7)保存數(shù)據(jù)到文件函數(shù)

保存數(shù)據(jù)到文件函數(shù)原型如下：

voidfileWrite(STUDENT*stud,intn);

該函數(shù)的功能是將stud指向的n條學生記錄存入指定的文件。

保存數(shù)據(jù)到文件函數(shù)的流程圖如圖12-6所示。

圖12-6保存數(shù)據(jù)到文件函數(shù)的流程圖

8)從文件導入數(shù)據(jù)

從文件導入數(shù)據(jù)函數(shù)原型如下：

intfileRead(STUDENT*stud);

該函數(shù)的功能是將文件中的數(shù)據(jù)導入stud指向的結(jié)構(gòu)類型數(shù)組中，并返回讀取記錄的條數(shù)。

從文件導入數(shù)據(jù)函數(shù)的流程圖如圖12-7所示。

圖12-7從文件導入數(shù)據(jù)函數(shù)的流程圖

4.文件設(shè)計

表12-1給出了程序的文件及函數(shù)組成。

1)頭文件sms_struct.h

2)主函數(shù)文件sms_main.c

3)輸入/輸出記錄文件sms_IOfunc.c

4)排序文件sms_sort.c

5)增、刪、改、查記錄文件sms_CRUD.c