第5章 計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)

第5章計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)本章導(dǎo)讀：

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

程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)面向過程程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及其應(yīng)用

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

第5章計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)5.1概述

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

計(jì)算機(jī)之所以能自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行工作，最根本的原因就在于“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”?！按鎯?chǔ)程序”——就是把計(jì)算機(jī)處理問題的步驟用計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的指令編寫出來，并送入計(jì)算機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)起來?！俺绦蚩刂啤薄褪前咽孪却鎯?chǔ)好的程序從存儲(chǔ)器取出來，送入CPU執(zhí)行，計(jì)算機(jī)才能按照人的意圖自動(dòng)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(yǔ)句集合，是將一個(gè)實(shí)際問題的具體操作用某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言描述出來的指令序列。編寫程序的過程就是程序設(shè)計(jì)。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言就是計(jì)算機(jī)能夠理解和執(zhí)行的特殊語(yǔ)言。

返回本節(jié)目錄5.1.2程序設(shè)計(jì)的一般過程返回本節(jié)目錄程序設(shè)計(jì)就是分析問題、編寫程序、調(diào)試程序的過程。用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的基本過程如下圖所示。程序設(shè)計(jì)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(jì)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可分成機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。前兩類依賴于計(jì)算機(jī)硬件，因機(jī)器而異又稱為低級(jí)語(yǔ)言，而高級(jí)語(yǔ)言與計(jì)算機(jī)硬件基本無關(guān)，是目前使用非常廣泛的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。

1.機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言是一種用二進(jìn)制數(shù)“0”和“1”表示計(jì)算機(jī)各種操作的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。一條機(jī)器指令能夠控制計(jì)算機(jī)執(zhí)行一種操作。計(jì)算機(jī)能夠直接理解和執(zhí)行使用機(jī)器語(yǔ)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(cuò)。機(jī)器語(yǔ)言是面向機(jī)器的語(yǔ)言，可移植性極差。5.1.3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

2.匯編語(yǔ)言

匯編語(yǔ)言是一種用助記符來表示各個(gè)基本操作的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。如用ADD表示加法操作，SUB表示減法操作等。匯編語(yǔ)言的出現(xiàn)，大大減少了程序編寫、閱讀、修改、維護(hù)等方面的工作量，但匯編語(yǔ)言也是一種面向機(jī)器的語(yǔ)言，計(jì)算機(jī)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(jī)器語(yǔ)言程序后才能在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，需要程序員對(duì)計(jì)算機(jī)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(jì)語(yǔ)言返回本節(jié)目錄

3.高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言是一種用接近自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)語(yǔ)言的語(yǔ)法、符號(hào)描述基本操作的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序不依賴于具體的機(jī)器，程序員編程時(shí)無需關(guān)心計(jì)算機(jī)內(nèi)部的細(xì)節(jié)，從而大大提高了編程效率。計(jì)算機(jī)不能直接執(zhí)行使用高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序，需用專門的翻譯程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成機(jī)器語(yǔ)言程序后才能執(zhí)行。目前，使用較廣泛的高級(jí)語(yǔ)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(jì)返回本章目錄5.2.1概述5.2.2基于C語(yǔ)言的面向過程程序設(shè)計(jì)

5.2.1概述面向過程程序設(shè)計(jì)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(jì)”。程序一般由一個(gè)主程序（或主函數(shù)）和若干個(gè)子程序(或函數(shù))組成。它把數(shù)據(jù)和過程分離成兩個(gè)相互獨(dú)立的實(shí)體，程序員必須時(shí)刻注意所處理的數(shù)據(jù)，對(duì)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(jì)中過程的實(shí)現(xiàn)取決于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。如果一個(gè)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(shí)幾個(gè)關(guān)鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，將導(dǎo)致整個(gè)軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)崩潰。5.2.2基于C語(yǔ)言的面向過程程序設(shè)計(jì)

C語(yǔ)言是國(guó)際上廣泛流行的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，適合作為系統(tǒng)描述語(yǔ)言，既可用來寫系統(tǒng)軟件，也可用來寫應(yīng)用軟件。特點(diǎn)如下：（1）是一種高級(jí)語(yǔ)言，但它又提供了低級(jí)語(yǔ)言的功能。（2）提供豐富的數(shù)據(jù)類型，可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（3）提供了豐富的運(yùn)算符，表達(dá)式類型多樣化。（4）是結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)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(jì)算機(jī)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(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大。

返回本節(jié)目錄5.3面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)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(jì)5.3.3基于Java的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)5.3.1概述傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)方法的程序缺乏可交換性，程序效率低，可靠性差，程序維護(hù)困難。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)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(shí)世界模型的方法，是嶄新的程序設(shè)計(jì)思想體系。它通過數(shù)據(jù)抽象，將許多對(duì)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(gè)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(duì)象及對(duì)象的操作抽象成一種新的數(shù)據(jù)類型——“類”，并考慮不同對(duì)象之間的聯(lián)系和類的重用性。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，首要的任務(wù)就是確定所需要的類，每個(gè)類應(yīng)設(shè)置足夠的操作，并利用繼承機(jī)制共享其相同的特性。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)是允許“繼承”，即在某個(gè)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(jì)

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

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

Java是一種廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)編程語(yǔ)言，簡(jiǎn)單，面向?qū)ο?，解釋?zhí)行不依賴于機(jī)器的結(jié)構(gòu)，具有可移植性、安全性，并且提供了并發(fā)機(jī)制，是多線程的。Java語(yǔ)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(dòng)態(tài)、安全、跨平臺(tái)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(yǔ)言，通過主頁(yè)發(fā)布到Internet。

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

返回本章目錄5.4.1概述可視化程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單說就是“所見即所得”，即在設(shè)計(jì)時(shí)，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(tái)自動(dòng)生成?？梢暬绦蛟O(shè)計(jì)一般為用戶提供大量的界面元素或稱為控件對(duì)象。用戶只要利用鼠標(biāo)把這些控件對(duì)象拖動(dòng)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(jì)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(jì)

VisualBasic是由微軟公司于1991年推出的可視化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。“VisualBasic”的意思就是“可視化的BASIC語(yǔ)言”，它是對(duì)BASIC語(yǔ)言的擴(kuò)充，既保留了BASIC語(yǔ)言易學(xué)易用的優(yōu)點(diǎn)，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(jì)工具，采用面向?qū)ο蟮氖录?qū)動(dòng)編程機(jī)制，大大簡(jiǎn)化了Windows程序