C語言2級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)講義

1、C 語言 2級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)講義第一章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法1.1 算法1、算法是指解題方案的準(zhǔn)確而完整的描述。換句話說,算法是對(duì)特定問題求解步驟的一種 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)。2、算法的基本特征(1可行性。針對(duì)實(shí)際問題而設(shè)計(jì)的算法,執(zhí)行后能夠得到滿意的結(jié)果。(2確定性。每一條指令的含義明確,無二義性。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

2、對(duì)象上,而這些運(yùn)算對(duì)象又 可能具有某種初始狀態(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 將無法執(zhí)行或執(zhí)行有錯(cuò)。一般說來,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)行算法的過程中所需基 本運(yùn)算的執(zhí)行次數(shù)來度量。(2算法空間

3、復(fù)雜度是指執(zhí)行這個(gè)算法所需要的內(nèi)存空間。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。 (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)系來體現(xiàn)。由此得到的存儲(chǔ)表示稱為順序存儲(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

4、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。(3對(duì)各種數(shù)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, 一般稱之為數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn), 并簡稱

5、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)分為兩大類型:線性結(jié)構(gòu)和非線性結(jié)構(gòu)。(1線性結(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); 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。*:常見的線性結(jié)構(gòu)有線性表、棧、隊(duì)列和線性鏈表等。(2非線性結(jié)構(gòu):不滿足線性結(jié)構(gòu)條件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。*:常見的非線性結(jié)構(gòu)有樹、二叉樹和圖等。1.3 線性表及其順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)1、線性表由一組數(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 置是線性的。 線性表是由 n(n 0 個(gè)數(shù)據(jù)元素組成的一個(gè)有限序列, 表中的

6、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。線性表中數(shù)據(jù)元 素的個(gè)數(shù)稱為線性表的長度。線性表可以為空表。*:線性表是一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),它的存儲(chǔ)方式:順序和鏈?zhǔn)健?、線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)基本特點(diǎn):(1線性表中所有元素所占的存儲(chǔ)空間是連 續(xù)的; (2線性表中各數(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

7、在第 i (1 i 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)元素開始,直到第 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,線性表的長度就增加了 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 n 個(gè)元素時(shí),則要從第 i+1個(gè)元素開始,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,線性 表的長度就減小了 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

8、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(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件棧是限定在一端進(jìn)行插入與刪除運(yùn)算的線性表。在棧中, 允許插入與刪除的一端稱為棧頂, 不允許插入與刪除的另一端稱為棧底。 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插入元素稱為入棧運(yùn)算; 2刪除元素稱為退棧運(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)指針無變化。棧的存儲(chǔ)方式和線性表類似,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

9、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 ” 的線性表。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 rea

10、r 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 線性鏈表(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件1、線性表順序存儲(chǔ)的缺點(diǎn)(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件 :(1插入或刪除的運(yùn)算效率很低。在順序 存儲(chǔ)的線性表中, 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; (2 線性表的順序存儲(chǔ) 結(jié)構(gòu)下, 線性表的存儲(chǔ)空間不便于擴(kuò)充; (3 線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)不便于對(duì)存儲(chǔ)空間的動(dòng) 態(tài)分配。2、線性鏈表:線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)稱為線性鏈表,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鏈表中的指針鏈接來實(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:

11、一部分用于存放數(shù)據(jù)元素的值,稱為數(shù)據(jù)域;另一部分用 于存放指針,稱為指針域,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: 線性鏈表分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表三種類型。在單鏈表中, 每一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有一個(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)于線性鏈表中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)設(shè)置兩個(gè)指針,一個(gè)稱為左指 針,指向其前件結(jié)點(diǎn);另一個(gè)稱為右指針,指向其后件結(jié)點(diǎn),這種鏈表稱為雙向鏈表,如下 圖所示: 3、線性鏈表的基本運(yùn)算 (1在線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

12、針即可,也不 會(huì)出現(xiàn)“上溢”現(xiàn)象(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件 。(2在線性鏈表中刪除包含指定元素的結(jié)點(diǎn)。*:在線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)指針即可。(3將兩個(gè)線性鏈表按要求合并成一個(gè)線性鏈表。(4將一個(gè)線性鏈表按要求進(jìn)行分解。(5逆轉(zhuǎn)線性鏈表。(6復(fù)制線性鏈表。(7線性鏈表的排序。(8線性鏈表的查找。*:線性鏈表不能隨機(jī)存取。4、循環(huán)鏈表及其基本運(yùn)算在線性鏈表中, 其插入與刪除的運(yùn)算雖然比較方便, 但還存在一個(gè)問題, 在運(yùn)算過程中對(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。

13、與前面所討論的線性鏈表相比,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)需要來設(shè)置, 指針域指向線性表的第一個(gè)元素的結(jié)點(diǎn), 而循 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,而是指向表數(shù) 據(jù) 域 指 針 域 H EAD (a結(jié) 點(diǎn) 結(jié) 構(gòu) (b一 個(gè) 非 空 的 線 性 鏈 表 示 意 圖右 指 針左 指 針 數(shù) 據(jù) 域 (a結(jié) 點(diǎn) 結(jié) 構(gòu) H EAD (b一 個(gè) 非 空 的 雙 向 鏈 表 示 意 圖頭結(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)

14、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)訪問到表中其他所有的結(jié)點(diǎn), 而線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),其插入和刪除運(yùn)算與單鏈表相同。 但它可以從任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)來訪問表中其他所有結(jié)點(diǎn),并實(shí)現(xiàn)空表與非空表的運(yùn)算的統(tǒng)一。1.6 樹與二叉樹(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件1、樹的基本概念樹是一種簡單的非線性結(jié)構(gòu)。 在樹這種數(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。在樹結(jié)構(gòu)中,每一個(gè)結(jié)點(diǎn)

15、只有一個(gè)前件,稱為父結(jié)點(diǎn)。沒有前件的結(jié)點(diǎn)只有一個(gè),稱為樹的 根結(jié)點(diǎn),簡稱樹的根。每一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)后件,稱為該結(jié)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)。沒有后件的結(jié)點(diǎn) 稱為葉子結(jié)點(diǎn)。在樹結(jié)構(gòu)中, 一個(gè)結(jié)點(diǎn)所擁有的后件的個(gè)數(shù)稱為該結(jié)點(diǎn)的度, 所有結(jié)點(diǎn)中最大的度稱為樹的 度。樹的最大層次稱為樹的深度。2、二叉樹及其基本性質(zhì)(1什么是二叉樹二叉樹是一種很有用的非線性結(jié)構(gòu), 它具有以下兩個(gè)特點(diǎn):1 非空二叉樹只有一個(gè)根結(jié)點(diǎn);2每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多有兩棵子樹,且分別稱為該結(jié)點(diǎn)的左子樹與右子樹。*:根據(jù)二叉樹的概念可知,二叉樹的度可以為 0(葉結(jié)點(diǎn) 、 1(只有一棵子樹或 2(有 2棵子樹 。(2二叉樹的基本性質(zhì)(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件性質(zhì)

16、1 在二叉樹的第 k 層上,最多有 個(gè)結(jié)點(diǎn)。 性質(zhì) 2 深度為 m 的二叉樹最多有個(gè) 個(gè)結(jié)點(diǎn)。性質(zhì) 3 在任意一棵二叉樹中,度數(shù)為 0的結(jié)點(diǎn)(即葉子結(jié)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,其深度至少為 ,其中 表示取 的整數(shù)部分。3、滿二叉樹與完全二叉樹滿二叉樹: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: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 表示的是滿二叉樹,下圖 b 表示的是完全二叉樹: 1(21-k k 12-m 1log2

17、+n log2n n 2log完全二叉樹還具有如下兩個(gè)特性:性質(zhì) 5 具有 n 個(gè)結(jié)點(diǎn)的完全二叉樹深度為 。 性質(zhì) 6 設(shè)完全二叉樹共有 n 個(gè)結(jié)點(diǎn),如果從根結(jié)點(diǎn)開始,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),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 n , 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)無左子結(jié)點(diǎn) (顯然也沒有右子結(jié) 點(diǎn) 。若 2k+1 n ,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)無右子結(jié)點(diǎn)。

18、4、二叉樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)中,二叉樹通常采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。與線性鏈表類似,用于存儲(chǔ)二叉樹中各元素的存儲(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) ,因此,用于存儲(chǔ)二叉樹 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)地址,稱為左指針域; 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,稱為右指針域。*:一般二叉樹通常采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu),對(duì)于滿二叉樹與完全二叉樹來說,可以按層序進(jìn)行 順序存儲(chǔ)。5、二叉樹的遍歷(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件二叉樹的遍歷是指不重復(fù)地訪問二叉樹中的所有結(jié)點(diǎn)。二叉樹的遍歷可以分為以下三種:(1前序遍歷(DLR :若二叉樹為

19、空,則結(jié)束返回。否則:首先訪問根結(jié)點(diǎn),然后遍歷左 子樹,最后遍歷右子樹;并且,在遍歷左右子樹時(shí),仍然先訪問根結(jié)點(diǎn),然后遍歷左子樹, 最后遍歷右子樹。(2中序遍歷(LDR :若二叉樹為空,則結(jié)束返回。否則:首先遍歷左子樹,然后訪問根 結(jié)點(diǎn), 最后遍歷右子樹; 并且, 在遍歷左、 右子樹時(shí), 仍然先遍歷左子樹, 然后訪問根結(jié)點(diǎn), 最后遍歷右子樹。(3后序遍歷(LRD :若二叉樹為空,則結(jié)束返回。否則:首先遍歷左子樹,然后遍歷右 子樹, 最后訪問根結(jié)點(diǎn), 并且, 在遍歷左、 右子樹時(shí), 仍然先遍歷左子樹, 然后遍歷右子樹, 最后訪問根結(jié)點(diǎn)。1.7 查找技術(shù)(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件查找:根據(jù)給定的某個(gè)值,在

20、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:沒找到。 平均查找長度:查找過程中關(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)元素開始, 將給定的值與表中逐個(gè)元素的關(guān)鍵字進(jìn)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性表中查找一個(gè)元素, 大約要與線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 如果線性表是無序表 (即表中的元素是無序的 , 則不管

21、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。1log2n2即使是有序線性表,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 ,則說明已查到;2若 x 小于中間項(xiàng)的值,則在線性表的前半部分查找;3若 x 大于中間項(xiàng)的值,則在線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)的線性表,且表中元

22、素必須按關(guān)鍵字有序(升序排列。 對(duì)于無序線性表和線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)只能用順序查找。 在長度為 n 的有序線性表中進(jìn)行 二分法查找,其時(shí)間復(fù)雜度為 O (log2n 。1.8 排序技術(shù)(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件排序是指將一個(gè)無序序列整理成按值非遞減順序排列的有序序列, 即是將無序的記錄序列調(diào) 整為有序記錄序列的一種操作。1、交換類排序法(方法:冒泡排序,快速排序 。2、插入類排序法(方法:簡單插入排序,希爾排序 。3、選擇類排序法(方法:簡單選擇排序,堆排序 。 總結(jié):各種排序法比較:本章應(yīng)考點(diǎn)撥:本章內(nèi)容在筆試中會(huì)出現(xiàn) 5-6個(gè)題目,約 10分。第二章 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1 程序設(shè)計(jì)風(fēng)格(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家

23、稿件程序設(shè)計(jì)的風(fēng)格主要強(qiáng)調(diào):“清晰第一,效率第二” 。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:位于程序開頭部分,包括程序標(biāo)題、程序功能說明、主要算法、接口說明、程 序位置、開發(fā)簡歷、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:嵌在源程序體之中,用于描述其后的語句或程序的主要功能。3視覺組織。利用空格、空行、縮進(jìn)等技巧使程序?qū)哟吻逦?2數(shù)據(jù)說明。 1數(shù)據(jù)說明的次序規(guī)范化; 2說明語句中變量安排有序化; 3使用注釋 來說明復(fù)雜數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。(3語句的結(jié)構(gòu)。

24、1在一行內(nèi)只寫一條語句; 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(shí)變量而使程序的可讀性下降; 6避免不必要的轉(zhuǎn)移; 7盡量使用庫函數(shù); 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; 11要模塊化,使模塊功能盡可能單一化; 12利用信息隱蔽,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。(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輸入格式要簡單,使得輸入的步驟和操

25、作盡可能簡單; 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句的一致性; 給所有的輸出加注釋, 并設(shè)計(jì)輸出報(bào)表格 式。2.2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)(面向過程的程序設(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

26、局部 目標(biāo)。 不要一開始就過多追求眾多的細(xì)節(jié), 先從最上層總目標(biāo)開始設(shè)計(jì), 逐步使問題具體化。(2逐步求精。對(duì)復(fù)雜問題,應(yīng)設(shè)計(jì)一些子目標(biāo)作過渡,逐步細(xì)化。(3模塊化。一個(gè)復(fù)雜問題,肯定是由若干稍簡單的問題構(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)稱為一個(gè)模塊。(4限制使用 goto 語句。2、結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu),選擇結(jié)構(gòu),重復(fù)結(jié)構(gòu)。1順序結(jié)構(gòu)。一種簡單的程序設(shè)計(jì),即按照程序語句行的自然順序,一條語句一條語句地 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)。又稱分支結(jié)構(gòu),包括簡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

27、支來執(zhí)行相應(yīng)的語句序列。3重復(fù)結(jié)構(gòu)。又稱循環(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 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)(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件客觀世界中任何一個(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)就是主張從客觀世 界固有的事物出發(fā)來構(gòu)造系統(tǒng), 提倡人們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中常用的思維來認(rèn)識(shí)、 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(duì)象及對(duì)象之間的關(guān)系能 夠如實(shí)地反映問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

28、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。*: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? 可以用來表示客觀世界中的任何實(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)中用來描述客觀事物的一個(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)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,一般只能通過執(zhí)行對(duì)象的操作來改變。操作描述了對(duì)象執(zhí)行的功能,操作也稱為方法或服務(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

29、、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的操作的對(duì)象抽象成類。(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, 根本無需知道數(shù)據(jù)的具體結(jié)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

30、對(duì)象的封裝性來實(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 設(shè)置,沒有無關(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)。類是指具有共同屬性、 共同方法的對(duì)象的集合。 所以類是對(duì)象的抽象, 對(duì)象是對(duì)應(yīng)類的一個(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:(1 接收消息的對(duì)象的名 稱; (2消息標(biāo)識(shí)符,也稱消息名; (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)的方式是通過發(fā)送消息。繼承是指能夠直

31、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)類只允許有一個(gè)父類,多重繼承指一個(gè)類允許有多個(gè)父類。*:類的繼承性是類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。 (學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家 稿件本章應(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,比較可惜。第三章 軟件工程基礎(chǔ)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

32、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; 2軟件的生產(chǎn) 與硬件不同, 它沒有明顯的制作過程; 3 軟件在運(yùn)行、 使用期間不存在磨損、 老化問題; 4 軟件的開發(fā)、 運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性, 受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的限制, 這導(dǎo)致了軟件移植的問 題; 5軟件復(fù)雜性高,成本昂貴; 6軟件開發(fā)涉及諸多的社會(huì)因素。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)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中所遇到的一 系列嚴(yán)重問題。具體的說,在軟件開發(fā)和維護(hù)過程中,軟件危機(jī)主要表現(xiàn)在:1軟件需求的增長得不到滿足。用戶對(duì)系統(tǒng)不滿意的情況經(jīng)常發(fā)生。2軟件開發(fā)成本和進(jìn)度無法控制。開發(fā)成本超出預(yù)算

33、,開發(fā)周期大大超過規(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。 (學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件 總之,可以將軟件危機(jī)可以歸結(jié)為成本、質(zhì)量、生產(chǎn)率等問題。軟件工程是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)軟件的定義、開發(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軟件開發(fā)技術(shù),主要有軟件開發(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)用到軟件開發(fā)過程, 它包括 3個(gè)要素:方法

34、、 工具和 過程。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發(fā)、管理、文檔生成;過 程支持軟件開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)的控制、管理。軟件工程過程是把輸入轉(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程。軟件生命周期分為軟件定義、軟件開發(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;制定開發(fā)計(jì)劃。需求分析:對(duì)待開發(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。 (學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件軟件實(shí)現(xiàn):把軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)

35、可以接受的程序代碼。軟件測試:在設(shè)計(jì)測試用例的基礎(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足用戶需求的產(chǎn)品。 (2軟件工程需要達(dá)到的基本目標(biāo)應(yīng)是:付出較低的開發(fā)成本;達(dá)到要求的軟件功能;取 得較好的軟件性能;開發(fā)的軟件易于移植;需要較低的維護(hù)費(fèi)用;能按時(shí)完成開發(fā),及時(shí)交 付使用。(3軟件工程原則:抽

36、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發(fā)過程的復(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,使模塊接口盡量簡單。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; 模塊太小會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)表示過于復(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

37、發(fā)過程中所有概念的表達(dá)應(yīng)是確定、無歧義且規(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、測評(píng)、評(píng)審的原則,以確保系統(tǒng)的正確性。5、軟件開發(fā)工具與軟件開發(fā)環(huán)境(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件(1軟件開發(fā)工具軟件開發(fā)工具的完善和發(fā)展將促使軟件開發(fā)方法的進(jìn)步和完善, 促進(jìn)軟件開發(fā)的高速度和高 質(zhì)量。 軟件開發(fā)工具的發(fā)展是從單項(xiàng)工具的開發(fā)逐步向集成工具發(fā)展的, 軟件開發(fā)工具為軟 件工程方法提供了自動(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

38、有效的實(shí)施。(2軟件開發(fā)環(huán)境軟件開發(fā)環(huán)境(或稱軟件工程環(huán)境是全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具集合。計(jì)算機(jī)輔助軟件工程(CASE , Computer Aided Software Engineering 將各種軟件工具、開 發(fā)機(jī)器和一個(gè)存放開發(fā)過程信息的中心數(shù)據(jù)庫組合起來, 形成軟件工程環(huán)境。 它將極大降低 軟件開發(fā)的技術(shù)難度并保證軟件開發(fā)的質(zhì)量。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”的問題。*:需求分析一般分為需求獲取、 需求分析、

39、 編寫需求規(guī)格說明書和需求評(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) 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。 (學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件結(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; 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。 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

40、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。 (學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件畫數(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)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,加 工數(shù) 據(jù) 流 存 儲(chǔ) 文 件 源 、 潭使得用戶和系統(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)格說明書(SRS 軟件需求規(guī)格說明書是

41、需求分析階段的最后成果, 通過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)(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件*:需求分析主要解決“做什么”的問題,而軟件設(shè)計(jì)主要解決“怎么做”的問題。 從技術(shù)觀點(diǎn)來看,軟件設(shè)計(jì)包括軟件結(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。過程設(shè)計(jì):把系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件轉(zhuǎn)換成軟件的過程性描述。從工程角度來看,軟件設(shè)計(jì)分兩步完成,即

42、概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。概要設(shè)計(jì):又稱結(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而不考慮其他細(xì)節(jié)。2模塊化。解決一個(gè)復(fù)雜問題時(shí)自頂向下逐步把軟件系統(tǒng)劃分成一個(gè)個(gè)較小的、相對(duì)獨(dú)立 但又不相互關(guān)聯(lián)的模塊的過程。3信息隱蔽。每個(gè)模塊的實(shí)施細(xì)節(jié)對(duì)于其他模塊來說是隱蔽的。4模塊獨(dú)立性。軟件系統(tǒng)中每個(gè)模塊只涉及軟件要求的具體的子功能,而和軟件系統(tǒng)中其 他的模塊的接

43、口是簡單的。*:模塊分解的主要指導(dǎo)思想是信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。 (學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件模塊的耦合性和內(nèi)聚性是衡量軟件的模塊獨(dú)立性的兩個(gè)定性指標(biāo)。內(nèi)聚性:是一個(gè)模塊內(nèi)部各個(gè)元素間彼此結(jié)合的緊密程度的度量。*:按內(nèi)聚性由弱到強(qiáng)排列,內(nèi)聚可以分為以下幾種:偶然內(nèi)聚、邏輯內(nèi)聚、時(shí)間內(nèi)聚、過 程內(nèi)聚、通信內(nèi)聚、順序內(nèi)聚及功能內(nèi)聚。耦合性:是模塊間互相連接的緊密程度的度量。*:按耦合性由高到低排列,耦合可以分為以下幾種:內(nèi)容耦合、公共耦合、外部耦合、控 制耦合、標(biāo)記耦合、數(shù)據(jù)耦合以及非直接耦合。 (學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件一個(gè)設(shè)計(jì)良好的軟件系統(tǒng)應(yīng)具有高內(nèi)聚、低耦合的特征。在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中,模塊劃分的原則是:模塊內(nèi)具

44、有高內(nèi)聚度,模塊間具有低耦合度。 2、總體設(shè)計(jì)(概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)(1總體設(shè)計(jì)(概要設(shè)計(jì)軟件概要設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是:1設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu); 2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì); 3編寫 概要設(shè)計(jì)文檔; 4概要設(shè)計(jì)文檔評(píng)審。常用的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具是結(jié)構(gòu)圖,也稱程序結(jié)構(gòu)圖。程序結(jié)構(gòu)圖的基本圖符:模塊用一個(gè)矩形表示, 箭頭表示模塊間的調(diào)用關(guān)系。 在結(jié)構(gòu)圖中還可以用帶注釋的箭頭表示 模塊調(diào)用過程中來回傳遞的信息。 還可用帶實(shí)心圓的箭頭表示傳遞的是控制信息, 空心圓箭 心表示傳遞的是數(shù)據(jù)信息。 經(jīng)常使用的結(jié)構(gòu)圖有四種模塊類型:傳入模塊、傳出模塊、變換模塊和協(xié)調(diào)模塊。其表示形 式如下圖:(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件 它們的含義分別

45、是:傳入模塊:從下屬模塊取得數(shù)據(jù),經(jīng)處理再將其傳送給上級(jí)模塊。傳出模塊:從上級(jí)模塊取得數(shù)據(jù),經(jīng)處理再將其傳送給下屬模塊。變換模塊:從上級(jí)模塊取得數(shù)據(jù),進(jìn)行特定的處理,轉(zhuǎn)換成其他形式,再傳送給上級(jí)模塊。 協(xié)調(diào)模塊:對(duì)所有下屬模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)和管理的模塊。程序結(jié)構(gòu)圖的例圖及有關(guān)術(shù)語列舉如下: 深度:表示控制的層數(shù)。上級(jí)模塊、從屬模塊:上、下兩層模塊 a 和 b ,且有 a 調(diào)用 b ,則 a 是上級(jí)模塊, b 是從屬 模塊。 (學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件寬度:整體控制跨度(最大模塊數(shù)的層的表示。扇入:調(diào)用一個(gè)給定模塊的模塊個(gè)數(shù)。扇出:一個(gè)模塊直接調(diào)用的其他模塊數(shù)。原子模塊:樹中位于葉子結(jié)點(diǎn)的模塊。面向數(shù)據(jù)流的設(shè)

46、計(jì)方法定義了一些不同的映射方法, 利用這些方法可以把數(shù)據(jù)流圖變換成結(jié) 構(gòu)圖表示軟件的結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)流的類型:大體可以分為兩種類型,變換型和事務(wù)型。A 、變換型:變換型數(shù)據(jù)處理問題的工作過程大致分為三步,即取得數(shù)據(jù)、變換數(shù)據(jù)和輸出 數(shù)據(jù)。變換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖由輸入、中心變換、輸出三部分組成。B 、 事務(wù)型:事務(wù)型數(shù)據(jù)處理問題的工作機(jī)理是接受一項(xiàng)事務(wù), 根據(jù)事務(wù)處理的特點(diǎn)和性質(zhì), 選擇分派一個(gè)適當(dāng)?shù)奶幚韱卧?然后給出結(jié)果。 (學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件(2詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每一個(gè)模塊確定實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 用某種選定的表達(dá) 工具表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。*:詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)

47、據(jù)結(jié)構(gòu),不同于編碼或編程。常用的過程設(shè)計(jì)(即詳細(xì)設(shè)計(jì)工具有以下幾種:圖形工具:程序流程圖、 N-S (方盒圖 、 PAD (問題分析圖和 HIPO (層次圖 +輸入 /處理 /輸出圖 。表格工具:判定表。語言工具:PDL (偽碼3.4 軟件測試1、軟件測試定義:使用人工或自動(dòng)手段來運(yùn)行或測定某個(gè)系統(tǒng)的過程,其目的在于檢驗(yàn)它 是否滿足規(guī)定的需求或是弄清預(yù)期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差別。*:軟件測試的目的:盡可能地多發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤,不能也不可能證明程序沒有錯(cuò)誤。軟 件測試的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)測試用例,一個(gè)好的測試用例能找到迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。2、軟件測試方法:靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試。靜態(tài)測試:包括代碼檢查、

48、靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、代碼質(zhì)量度量。不實(shí)際運(yùn)行軟件,主要通過人工 進(jìn)行。動(dòng)態(tài)測試:是基于計(jì)算機(jī)的測試,主要包括白盒測試方法和黑盒測試方法。(1白盒測試(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件白盒測試方法也稱為結(jié)構(gòu)測試或邏輯驅(qū)動(dòng)測試。 它是根據(jù)軟件產(chǎn)品的內(nèi)部工作過程, 檢查內(nèi) 部成分,以確認(rèn)每種內(nèi)部操作符合設(shè)計(jì)規(guī)格要求。白盒測試的基本原則:保證所測模塊中每一獨(dú)立路徑至少執(zhí)行一次; 保證所測模塊所有判斷 的每一分支至少執(zhí)行一次; 保證所測模塊每一循環(huán)都在邊界條件和一般條件下至少各執(zhí)行一 次;驗(yàn)證所有內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性。*:白盒測試法的測試用例是根據(jù)程序的內(nèi)部邏輯來設(shè)計(jì)的,主要用軟件的單元測試,主要 方法有邏輯覆蓋、基本路徑測

49、試等。A 、邏輯覆蓋。邏輯覆蓋泛指一系列以程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的測試用例設(shè)計(jì)技術(shù)。通 常程序中的邏輯表示有判斷、分支、條件等幾種表示方法。語句覆蓋:選擇足夠的測試用例,使得程序中每一個(gè)語句至少都能被執(zhí)行一次。路徑覆蓋:執(zhí)行足夠的測試用例,使程序中所有的可能的路徑都至少經(jīng)歷一次。判定覆蓋:使設(shè)計(jì)的測試用例保證程序中每個(gè)判斷的每個(gè)取值分支 (T 或 F 至少經(jīng)歷一次。 條件覆蓋:設(shè)計(jì)的測試用例保證程序中每個(gè)判斷的每個(gè)條件的可能取值至少執(zhí)行一次。 判斷 -條件覆蓋:設(shè)計(jì)足夠的測試用例,使判斷中每個(gè)條件的所有可能取值至少執(zhí)行一次, 同時(shí)每個(gè)判斷的所有可能取值分支至少執(zhí)行一次。*:邏輯覆蓋的強(qiáng)度依次

50、是:語句覆蓋 <路徑覆蓋 <判定覆蓋 <條件覆蓋 <判斷 -條件覆蓋。 B 、基本路徑測試。其思想和步驟是,根據(jù)軟件過程性描述中的控制流程確定程序的環(huán)路復(fù) 雜性度量, 用此度量定義基本路徑集合, 并由此導(dǎo)出一組測試用例, 對(duì)每一條獨(dú)立執(zhí)行路徑 進(jìn)行測試。(2黑盒測試(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件黑盒測試方法也稱為功能測試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測試。 黑盒測試是對(duì)軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能是否滿足 需求進(jìn)行測試和驗(yàn)證。黑盒測試主要診斷功能不對(duì)或遺漏、 接口錯(cuò)誤、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯(cuò)誤、 性能錯(cuò)誤、 初始化和終止條件錯(cuò)誤。黑盒測試不關(guān)心程序內(nèi)部的邏輯, 只是根據(jù)程序的功能說明來設(shè)計(jì)測試用例, 主要

51、方法有等 價(jià)類劃分法、邊界值分析法、錯(cuò)誤推測法等,主要用軟件的確認(rèn)測試。A 、等價(jià)類劃分法。這是一種典型的黑盒測試方法,它是將程序的所有可能的輸入數(shù)據(jù)劃分 成若干部分(及若干等價(jià)類 ,然后從每個(gè)等價(jià)類中選取數(shù)據(jù)作為測試用例。B 、邊界值分析法。它是對(duì)各種輸入、輸出范圍的邊界情況設(shè)計(jì)測試用例的方法。C 、錯(cuò)誤推測法。人們可以靠經(jīng)驗(yàn)和直覺推測程序中可能存在的各種錯(cuò)誤,從而有針對(duì)性地 編寫檢查這些錯(cuò)誤的用例。3、軟件測試過程一般按 4個(gè)步驟進(jìn)行:單元測試、集成測試、確認(rèn)測試和系統(tǒng)測試。 (1單元測試單元測試是對(duì)軟件設(shè)計(jì)的最小單位模塊 (程序單元 進(jìn)行正確性檢測的測試, 目的是發(fā) 現(xiàn)各模塊內(nèi)部可能存在

52、的各種錯(cuò)誤。單元測試根據(jù)程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)測試用例, 其依據(jù)是詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書和源程序。 單元測 試的技術(shù)可以采用靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)測試。 對(duì)動(dòng)態(tài)測試通常以白盒測試為主, 輔之以黑盒測試。 單元測試的內(nèi)容包括:模塊接口測試、局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測試、錯(cuò)誤處理測試和邊界測試。 *:在進(jìn)行單元測試時(shí),要用一些輔助模塊去模擬與被測模塊相聯(lián)系的其他模塊,即為被測 模塊設(shè)計(jì)和搭建驅(qū)動(dòng)模塊和樁模塊。 其中, 驅(qū)動(dòng)模塊相當(dāng)于被測模塊的主程序, 它接收測試 數(shù)據(jù),并傳給被測模塊,輸出實(shí)際測試結(jié)果;而樁模塊是模擬其他被調(diào)用模塊,不必將子模 塊的所有功能帶入。(2集成測試(學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件集成測試是測試和組裝軟件的過程,它是

53、把模塊在按照設(shè)計(jì)要求組裝起來的同時(shí)進(jìn)行測試, 主要目的是發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的錯(cuò)誤。集成測試的依據(jù)是概要設(shè)計(jì)說明書。集成測試所涉及的內(nèi)容包括:軟件單元的接口測試、 全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測試、 邊界條件和非法輸 入的測試等。集成測試通常采用兩種方式:非增量方式組裝與增量方式組裝。非增量方式組裝:也稱為一次性組裝方式。 首先對(duì)每個(gè)模塊分別進(jìn)行模塊測試, 然后再把所 有模塊組裝在一起進(jìn)行測試,最終得到要求的軟件系統(tǒng)。增量方式組裝:又稱漸增式集成方式。 首先對(duì)一個(gè)個(gè)模塊進(jìn)行模塊測試, 然后將這些模塊逐 步組裝成較大的系統(tǒng), 在組裝的過程中邊連接邊測試, 以發(fā)現(xiàn)連接過程中產(chǎn)生的問題。 最后 通過增殖逐步組裝成要求的軟

54、件系統(tǒng)。 增量方式組裝又包括自頂向下、 自底向上、 自頂向下 與自底向上相結(jié)合等三種方式。(3確認(rèn)測試確認(rèn)測試的任務(wù)是驗(yàn)證軟件的有效性, 即驗(yàn)證軟件的功能和性能及其他特性是否與用戶的要 求一致。確認(rèn)測試的主要依據(jù)是軟件需求規(guī)格說明書。確認(rèn)測試主要運(yùn)用黑盒測試法。 (學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件(4系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試的目的在于通過與系統(tǒng)的需求定義進(jìn)行比較, 發(fā)現(xiàn)軟件與系統(tǒng)定義不符合或與之矛 盾的地方。系統(tǒng)測試的測試用例應(yīng)根據(jù)需求分析規(guī)格說明來設(shè)計(jì),并在實(shí)際使用環(huán)境下來運(yùn)行。系統(tǒng)測試的具體實(shí)施一般包括:功能測試、 性能測試、 操作測試、 配置測試、 外部接口測試、 安全性測試等。3.5 程序的調(diào)試程序調(diào)試的任務(wù)

55、是診斷和改正程序中的錯(cuò)誤, 主要在開發(fā)階段進(jìn)行, 調(diào)試程序應(yīng)該由編制源 程序的程序員來完成。程序調(diào)試的基本步驟:(1錯(cuò)誤定位; (2糾正錯(cuò)誤; (3回歸測試。*:軟件的調(diào)試后要進(jìn)行回歸測試,防止引進(jìn)新的錯(cuò)誤。軟件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試。 靜態(tài)調(diào)試主要是指通過人的思維來分析源程序代碼和 排錯(cuò),是主要的調(diào)試手段,而動(dòng)態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試。對(duì)軟件主要的調(diào)試方法可以采用:(1強(qiáng)行排錯(cuò)法。主要方法有:通過內(nèi)存全部打印來排錯(cuò);在程序特定部位設(shè)置打印語句;自動(dòng)調(diào)試工具。 (學(xué)吧學(xué)吧獨(dú)家稿件(2回溯法。發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤,分析錯(cuò)誤征兆,確定發(fā)現(xiàn)“癥狀”的位置。一般用于小程序。(3原因排除法。是通過演繹、歸納和二

56、分法來實(shí)現(xiàn)的。1演繹法。根據(jù)已有的測試用例,設(shè)想及枚舉出所有可能出錯(cuò)的原因作為假設(shè);然后再用 原始測試數(shù)據(jù)或新的測試, 從中逐個(gè)排除不可能正確的假設(shè); 最后, 再用測試數(shù)據(jù)驗(yàn)證余下 的假設(shè)確定出錯(cuò)的原因。2歸納法。從錯(cuò)誤征兆著手,通過分析它們之間的關(guān)系來找出錯(cuò)誤。大致分四步:收集有 關(guān)的數(shù)據(jù);組織數(shù)據(jù);提出假設(shè);證明假設(shè)。3二分法。在程序的關(guān)鍵點(diǎn)給變量賦正確值,然后運(yùn)行程序并檢查程序的輸出。如果輸出 結(jié)果正確,則錯(cuò)誤原因在程序的前半部分;反之,錯(cuò)誤原因在程序的后半部分。本章應(yīng)考點(diǎn)撥:本章在筆試中一般占 8分左右,約 3道選擇題, 1道填空題第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念(學(xué)

57、吧學(xué)吧獨(dú)家稿件1、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(1數(shù)據(jù):實(shí)際上就是描述事物的符號(hào)記錄。數(shù)據(jù)的特點(diǎn):有一定的結(jié)構(gòu),有型與值之分。數(shù)據(jù)的型給出了數(shù)據(jù)表示的類型,如整型、實(shí) 型、字符型等。而數(shù)據(jù)的值給出了符合給定型的值,如整型(INT 值 15。(2數(shù)據(jù)庫(DB :是數(shù)據(jù)的集合,具有統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)形式并存放于統(tǒng)一的存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi),是 多種應(yīng)用數(shù)據(jù)的集成,并可被各個(gè)應(yīng)用程序所共享。數(shù)據(jù)庫存放數(shù)據(jù)是按數(shù)據(jù)所提供的數(shù)據(jù)模式存放的, 具有集成與共享的特點(diǎn), 亦即是數(shù)據(jù)庫 集中了各種應(yīng)用的數(shù)據(jù),進(jìn)行統(tǒng)一的構(gòu)造和存儲(chǔ),而使它們可被不同應(yīng)用程序所使用。 (3數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS :一種系統(tǒng)軟件,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)操縱、數(shù) 據(jù)維護(hù)、控制及保護(hù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等,是數(shù)據(jù)庫的核心。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)功能:1數(shù)據(jù)模式定義。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)為數(shù)據(jù)庫構(gòu)建模式,也就是為數(shù)據(jù)庫構(gòu)建其數(shù)據(jù)框 架。2數(shù)據(jù)存取的物理構(gòu)建。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)為數(shù)據(jù)模式的物理存取與構(gòu)建提供有效的存 取方法與手段。3數(shù)據(jù)操縱。數(shù)據(jù)庫管理