計(jì)算機(jī)軟件及應(yīng)用C程序設(shè)計(jì)教程

11:17:001程序結(jié)構(gòu)：使程序得以運(yùn)行的框架組織便是程序結(jié)構(gòu)，對程序結(jié)構(gòu)的研究，是為了更好地表達(dá)算法思想，使其符合編譯邏輯，又具有更好的可讀性和可維護(hù)性學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.從簡單的函數(shù)層層調(diào)用，初步理解Ｃ++程序結(jié)構(gòu)

2.學(xué)習(xí)合理組織程序的規(guī)則與經(jīng)驗(yàn)，掌握擴(kuò)展程序規(guī)模的基本方法11:17:002第七章內(nèi)容

函數(shù)組織(FunctionOrganization)

頭文件(HeaderFiles)

全局?jǐn)?shù)據(jù)(GlobalData)

靜態(tài)數(shù)據(jù)(StaticData)

作用域與生命期(Scope&Lifetime)

名空間(namespace)

預(yù)編譯(Pre-Compilation)

11:17:0031.函數(shù)組織(FunctionOrganization)函數(shù)：對輸入?yún)?shù)負(fù)責(zé),埋頭做自己的事,最終返回結(jié)果函數(shù)組織：通過在函數(shù)中進(jìn)行函數(shù)調(diào)用來擴(kuò)展運(yùn)行的規(guī)模,層層疊疊的函數(shù)構(gòu)成樹結(jié)構(gòu)做法：將若干個函數(shù)組織成文件,又將若干個文件構(gòu)成程序的辦法來進(jìn)行編程分工11:17:004對如下的函數(shù)調(diào)用關(guān)系，進(jìn)行文件劃分mainf2f1f3g1g2hp文件１文件２文件３11:17:005２.頭文件(HeaderFiles)原始頭文件：作為共同開發(fā)的項(xiàng)目，為了共享彼此的過程資源（函數(shù)），將全體函數(shù)聲明放在一個共用的頭文件中界面頭文件：界定模塊可用資源（函數(shù)，數(shù)據(jù)，類型等）（可由一個或幾個頭文件組合，其實(shí)現(xiàn)由他人提供），或提供他人使用的模塊資源．它是由軟件工程師分發(fā)的、以規(guī)范項(xiàng)目開發(fā)為目的的資源文件做法：練習(xí)劃分函數(shù)組，模仿學(xué)習(xí)構(gòu)造頭文件，并注意頭文件的應(yīng)含內(nèi)容11:17:006//abc.hvoidf1();voidf2();voidf3();voidg1();voidg2();voidp();voidh();原始頭文件

(包含Ｐage5的圖中的一切函數(shù)聲明)11:17:007頭文件的使用：使函數(shù)調(diào)用免于聲明//a1.cpp#include”abc.h”voidf1(){

if(…){p();g1();else{g2();h();}}11:17:008頭文件的使用：使函數(shù)調(diào)用免于聲明//a2.cpp#include”abc.h”intmain(){f1();f2();f3();}//-------voidf3(){f1();}//-------voidp(){f3();}//-------11:17:009頭文件的使用：使函數(shù)調(diào)用免于聲明//a3.cpp#include”abc.h”voidh(){…}voidf2(){g1();g2();}//-------voidg1(){…}voidg2(){…}11:17:0010界面頭文件//a1.ha1.cpp提供的資源voidf1();//a2.h

a2.cpp提供的資源voidp();//a3.h

a3.cpp提供的資源voidg1();voidg2();voidf2();voidh();

11:17:0011//a1.cpp#include”a2.h”#include”a3.h”voidf1(){

if(…){p();g1();

}else{g2();h();}}使用界面頭文件11:17:0012//a2.cpp#include”a1.h”#include”a3.h”staticvoidf3();intmain(){f1();f2();f3();}voidf3(){f1();}voidp(){f3();}使用界面頭文件11:17:0013//a3.cpp#include”a3.h”voidh(){…}voidf2(){g1();g2();}voidg1(){…}voidg2(){…}使用界面頭文件頭文件的嵌套引用//a1.ha1.cpp提供的資源voidf1();//a2.h

a2.cpp提供的資源#include<a1.h>voidp();//a3.ha1.cpp提供的資源#include<a1.h>//第1次包含a1.h#include<a2.h>//第2次包含a1.h11:17:0014如何避免頭文件嵌套引用#ifndef__A3_H__#define__A3_H__//a3.ha1.cpp提供的資源#include<a1.h>//第1次包含a1.h#include<a2.h>//這里不會再次包含a1.h#endif//__A2_H__11:17:0015//a1.ha1.cpp提供的資源#ifndef__A1_H__#define__A1_H__voidf1();#endif//__A1_H__//a2.h

a2.cpp提供的資源#ifndef__A2_H__#define__A2_H__#include<a1.h>voidp();#endif//__A2_H__11:17:00163.全局?jǐn)?shù)據(jù)(GlobalData)全局?jǐn)?shù)據(jù)：使若干個模塊在程序范圍內(nèi)共享(讀與寫)數(shù)據(jù),是若干程序文件溝通數(shù)據(jù)的一種形式意義：模塊的獨(dú)立性由數(shù)據(jù)的封閉性來支持．全局?jǐn)?shù)據(jù)破壞了數(shù)據(jù)的封閉性,因而對小程序簡單而對規(guī)范化程序則不登大雅之堂做法：練習(xí)函數(shù)之間用參數(shù)傳遞數(shù)據(jù)的常規(guī)形式,盡量避免使用全局?jǐn)?shù)據(jù)11:17:0017例如：對于矩陣的輸入、處理和輸出vector<vector<int>>a;//globalDatavoidinput();voidtranspose();voidprint();intmain(){input();//usingatranspose();//usingaprint();//usinga}11:17:0018消去全局?jǐn)?shù)據(jù)：前一個過程的輸出作為后一個過程的輸入typedefvector<vector<int>>Mat;Matinput();Mattranspose(constMat&a);voidprint(constMat&a);intmain(){print(transpose(input()));}11:17:0019在多個程序文件組成的程序中共享數(shù)據(jù)，

//item1.cpp#include<iostream>usingnamespacestd;intn=8;//define

voidf();intmain(){cout<<n<<”\n”;f();}//item2.cpp#include<iostream>usingnamespacestd;externintn;//declarevoidf(){cout<<n<<”\n”;}一次定義規(guī)則11:17:0020//item1.cpp#include<iostream>usingnamespacestd;intn=8;//define

voidf();intmain(){cout<<n<<”\n”;f();}//item2.cpp#include<iostream>usingnamespacestd;externintn=8;//declarevoidf(){cout<<n<<”\n”;}全局常量//file1.cppconstintROWS=10;constintCOLUMNS=10;Intmain(){intarr[ROWS][COLUMNS];for(intI=0;I<ROWS;i++) for(intj=0;j<COLUMNS;j++) …}11:17:0021優(yōu)點(diǎn)：

數(shù)值改動簡單缺點(diǎn)：

每次修改需要重新編譯程序改進(jìn)方法：

使用向量11:17:00224.靜態(tài)數(shù)據(jù)(StaticData)靜態(tài)全局?jǐn)?shù)據(jù)：在一個程序文件中共享的數(shù)據(jù)．注意：全局?jǐn)?shù)據(jù)則在多個程序文件中共享數(shù)據(jù)靜態(tài)局部數(shù)據(jù)：在屢次調(diào)用的同一個函數(shù)中共享的數(shù)據(jù)11:17:0023演示靜態(tài)全局變量（1）voidfunc(){a++;

intb=5;b++;cout<<"a="<<a<<",b="<<b<<endl;}staticinta=2;intmain(){func();func();}11:17:0024演示靜態(tài)全局變量（2）//file1.cppstaticinta=2;intmain(){ cout<<“a=“<<a<<endl;}//file2.cppexterninta;voidfunc(){ cout<<“a=“<<a<<endl;}11:17:0025演示靜態(tài)局部變量voidfunc(){

staticinta=2;a++;

intb=5;b++;cout<<"a="<<a<<",b="<<b<<endl;}intmain(){func();func();}//a=3,b=6//a=4,b=611:17:00265.作用域與生命期(Scope&Lifetime)作用域：有很多種，變化最多的是局部作用域．作用域遵守就近原則，它總是取用最貼近的名字，除非名字加前綴，則指特定區(qū)域的名字生命期：實(shí)體一旦產(chǎn)生（定義）后，存活時間的度量作用域與生命期：作用域是編程規(guī)范，用于編譯時的語法檢查，生命期是程序運(yùn)行中的實(shí)體存活度量，體現(xiàn)運(yùn)行程序的內(nèi)在規(guī)律．名字訪問遵守作用域規(guī)則，而作用域以實(shí)體存活為前提11:17:0027處于生命期中的實(shí)體總是能被安全訪問到，即使違背模塊的黑盒準(zhǔn)則int*f(){

staticinta=1;a++;

return&a;}intmain(){

int*pa=f();*pa=8;//ok,但偷越到了函數(shù)f的局部區(qū)

cout<<*pa<<“\n”;}//811:17:0028生命期消亡的實(shí)體，其空間位置上的訪問，得不到安全保證int*f(){

inta=1;

int*p=&a;

returnp;}//a的生命期在此處消亡intmain(){

int*pa=f();cout<<*pa<<“\n”;cout<<*pa<<“\n”;}//1//4198830交叉作用域與解決措施inta=3;voidfn(){inta=4;{inta=6;cout<<a;}}11:17:002911:17:0030６.名空間(namespace)名空間：解決名字沖突的方法．所有名字都有空間歸屬，在一定的空間中，名字是不允許沖突的．引用一個名字時，加上空間歸屬的前綴，就可以唯一確定該名字所對應(yīng)的實(shí)體無前綴名字：很多時候，名字都是無前綴的，這是因?yàn)槭孪纫呀?jīng)指定了默認(rèn)名字空間．如果默認(rèn)名空間在兩個以上，則必須注意名字沖突的可能性11:17:0031名空間的使用//局部名空間默認(rèn)#include<iostream>usingstd::cout;usingstd::endl;//-------------------------------------intabs(inta){returna>0?a:-a;}//-------------------------------------intmain(){

inta=abs(-5);//使用自定義函數(shù)

intb=std::abs(-5);//使用標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)

cout<<a<<endl<<b<<endl;}11:17:0032名空間的組織//局部名空間默認(rèn)namespacemyswap;Intn=10;voidswap(