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程式设计

2019-10-18 23:03:17 百科
程式设计

程式设计

程式设计是给出解决特定问题程式的过程,是软体构造活动中的重要组成部分。程式设计往往以某种程式设计语言为工具,给出这种语言下的程式。程式设计过程应当包括分析、设计、编码、测试、排错等不同阶段。专业的程式设计人员常被称为程式设计师。

任何设计活动都是在各种约束条件和相互矛盾的需求之间寻求一种平衡,程式设计也不例外。在计算机技术发展的早期,由于机器资源比较昂贵,程式的时间和空间代价往往是设计关心的主要因素;随着硬体技术的飞速发展和软体规模的日益庞大,程式的结构、可维护性、复用性、可扩展性等因素日益重要。

基本介绍

  • 中文名:程式设计
  • 外文名:Programming
  • 领域:计算机编程
  • 分类:面向过程,面向对象,面向切面等

概述

程式设计是给出解决特定问题程式的过程,是软体构造活动中的重要组成部分。程式设计往往以某种程式设计语言为工具,给出这种语言下的程式。程式设计过程应当包括分析、设计、编码、测试、排错等不同阶段。专业的程式设计人员常被称为程式设计师。
某种意义上,程式设计的出现甚至早于电子计算机的出现。英国着名诗人拜伦的女儿爱达·勒芙蕾丝曾设计了巴贝奇分析机上计算伯努利数的一个程式。她甚至还创建了循环和子程式的概念。由于她在程式设计上的开创性工作,爱达·勒芙蕾丝被称为世界上第一位程式设计师。
任何设计活动都是在各种约束条件和相互矛盾的需求之间寻求一种平衡,程式设计也不例外。在计算机技术发展的早期,由于机器资源比较昂贵,程式的时间和空间代价往往是设计关心的主要因素;随着硬体技术的飞速发展和软体规模的日益庞大,程式的结构、可维护性、复用性、可扩展性等因素日益重要。
另一方面,在计算机技术发展的早期,软体构造活动主要就是程式设计活动。但随着软体技术的发展,软体系统越来越複杂,逐渐分化出许多专用的软体系统,如作业系统、资料库系统、套用伺服器,而且这些专用的软体系统愈来愈成为普遍的计算环境的一部分。这种情况下软体构造活动的内容越来越丰富,不再只是纯粹的程式设计,还包括资料库设计、用户界面设计、接口设计、通信协定设计和複杂的系统配置过程。

步骤

分析问题
对于接受的任务要进行认真的分析,研究所给定的条件,分析最后应达到的目标,找出解决问题的规律,选择解题的方法,完成实际问题。
设计算法
即设计出解题的方法和具体步骤。
编写程式
将算法翻译成电脑程式设计语言,对源程式进行编辑、编译和连线。
运行程式,分析结果
运行可执行程式,得到运行结果。能得到运行结果并不意味着程式正确,要对结果进行分析,看它是否合理。不合理要对程式进行调试,即通过上机发现和排除程式中的故障的过程。
编写程式文档
许多程式是提供给别人使用的,如同正式的产品应当提供产品说明书一样,正式提供给用户使用的程式,必须向用户提供程式说明书。内容应包括:程式名称、程式功能、运行环境、程式的装入和启动、需要输入的数据,以及使用注意事项等。

方法

面向过程

面向过程的结构化程式设计分三种基本结构:顺序结构、选择结构、循环结构
原则
1,自顶向下:指从问题的全局下手,把一个複杂的任务分解成许多易于控制和处理的子任务,子任务还可能做进一步分解,如此重複,直到每个子任务都容易解决为止。
2,逐步求精
3,模组化:指解决一个複杂问题是自顶向下逐层把软体系统划分成一个个较小的、相对独立但又相互关联的模组的过程。
注意事项
1,使用顺序、选择、循环等有限的基本结构表示程式逻辑。
2,选用的控制结构只準许有一个入口和一个出口
3,程式语句组成容易识别的块,每块只有一个入口和一个出口。
4,複杂结构应该用基本控制结构进行组合或嵌套来实现。
5,程式设计语言中没有的控制结构,可用一段等价的程式段模拟,但要求改程式段在整个系统中应前后一致。
6,严格控制GOTO语句。

面向对象的程式设计

面向对象的基本概念
1,对象
2,类
3,封装
4,继承
5,讯息
6,多态性
优点
1,符合人们认识事物的规律
2,改善了程式的可读性
3,使人机互动更加贴近自然语言

面向切面程式设计

Aspect Oriented Programming(AOP),面向切面编程,是一个比较热门的话题。AOP主要实现的目的是针对业务处理过程中的切面进行提取,它所面对的是处理过程中的某个步骤或阶段,以获得逻辑过程中各部分之间低耦合性的隔离效果。比如我们最常见的就是日誌记录了,举个例子,我们现在提供一个查询学生信息的服务,但是我们希望记录有谁进行了这个查询。如果按照传统的OOP的实现的话,那我们实现了一个查询学生信息的服务接口(StudentInfoService)和其实现类 (StudentInfoServiceImpl.java),同时为了要进行记录的话,那我们在实现类(StudentInfoServiceImpl.java)中要添加其实现记录的过程。这样的话,假如我们要实现的服务有多个呢?那就要在每个实现的类都添加这些记录过程。这样做的话就会有点繁琐,而且每个实现类都与记录服务日誌的行为紧耦合,违反了面向对象的规则。那幺怎样才能把记录服务的行为与业务处理过程中分离出来呢?看起来好像就是查询学生的服务自己在进行,但却是背后日誌记录对这些行为进行记录,并且查询学生的服务不知道存在这些记录过程,这就是我们要讨论AOP的目的所在。AOP的编程,好像就是把我们在某个方面的功能提出来与一批对象进行隔离,这样与一批对象之间降低了耦合性,可以就某个功能进行编程.
程式设计

语言

是用于编写电脑程式的语言。语言的基础是一组记号和一组规则。根据规则由记号构成的记号串的总体就是语言。在程式设计语言中,这些记号串就是程式。程式设计语言包含三个方面,即语法、语义和语用。语法表示程式的结构或形式,亦即表示构成程式的各个记号之间的组合规则,但不涉及这些记号的特定含义,也不涉及使用者。语义表示程式的含义,亦即表示按照各种方法所表示的各个记号的特定含义,但也不涉及使用着,语用表示程式与使用的关係。

语言分类

程式设计语言的基本成分有:①数据成分,用于描述程式所涉及的数据;②运算成分,用以描述程式中所包含的运算;③控制成分,用以描述程式中所包含的控制;④传输成分,用以表达程式中数据的传输。
程式设计语言 计算机 IT按照语言级别可以分为低级语言和高级语言。低级语言有机器语言和彙编语言。低级语言与特定的机器有关、功效高,但使用複杂、繁琐、费时、易出差错。机器语言是表示成数码形式的机器基本指令集,或者是操作码经过符号化的基本指令集。彙编语言是机器语言中地址部分符号化的结果,或进一步包括宏构造。高级语言的表示方法要比低级语言更接近于待解问题的表示方法,其特点是在一定程度上与具体机器无关,易学、易用、易维护。
程式设计语言按照用户的要求有过程式语言和非过程式语言之分。过程式语言的主要特徵是,用户可以指明一列可顺序执行的运算,以表示相应的计算过程,如FORTRAN、COBOL、PASCAL等。
按照套用範围,有通用语言与专用语言之分。如FORTRAN、COLBAL、PASCAL、C语言等都是通用语言。目标单一的语言称为专用语言,如APT等。
按照使用方式,有互动式语言和非互动式语言之分。具有反映人机互动作用的语言成分的语言成为互动式语言,如BASIC等。不反映人机互动作用的语言称为非互动式语言,如FORTRAN、COBOL、ALGOL69、PASCAL、C语言等都是非互动式语言。
按照成分性质,有顺序语言、并发语言和分布语言之分。只含顺序成分的语言称为顺序语言,如FORTRAN、C语言等。含有并发成分的语言称为并发语言,如PASCAL、Modula和Ada等。
程式设计语言是软体的重要方面,其发展趋势是模组化、简明化、形式化、并行化和可视化。
程式设计语言还分为面向对象和面向过程,面向对象的例如:C++/C#/Delphi……面向过程的例如:Free Pascal/C语言……

常见语言

C语言 即中文版的C语言
O语言 O语言是一款中文计算机语言(或称套装:O彙编语言、O中间语言、O高级语言)
AAuto
ActionScript
APL、
A+
B语言
J语言
Ada
彙编语言
AWK
Basic
Fortran
VBScript
Brainfuck
C语言
C++
C#
Clipper
COBOL
dBase
易语言
PASCAL
Delphi
Forth
FoxPro
F#
Fava
IDL
Java
JavaScript
J#
LISP
Lua
LOGO
Modula
Nuva
Perl
PHP
PL/I
Prolog
Python
R语言
Ruby
Scheme
Smalltalk
IceMaker
SQL
Tcl/Tk
Visual Basic
Visual FoxPro
XML

分类

按照结构性质,有结构化程式设计与非结构化程式设计之分。前者是指具有结构性的程式设计方法与过程。它具有由基本结构构成複杂结构的层次性,后者反之。按照用户的要求,有过程式程式设计与非过程式程式设计之分。前者是指使用过程式程式设计语言的程式设计,后者指非过程式程式设计语言的程式设计。按照程式设计的成分性质,有顺序程式设计、并发程式设计、并行程式设计、分散式程式设计之分。按照程式设计风格,有逻辑式程式设计、函式式程式设计、对象式程式设计之分。

规範

程式设计的基本概念有程式、数据、子程式、子例程、协同例程、模组以及顺序性、并发性、并行性、和分布性等。程式是程式设计中最为基本的概念,子程式和协同例程都是为了便于进行程式设计而建立的程式设计基本单位,顺序性、并发性、并行性和分布性反映程式的内在特性。 程式设计规範是进行程式设计的具体规定。程式设计是软体开发工作的重要部分,而软体开发是工程性的工作,所以要有规範。语言影响程式设计的功效以及软体的可靠性、易读性和易维护性。专用程式为软体人员提供合适的环境,便于进行程式设计工作。
程式设计=数据结构+算法
程式设计(Programming)是指设计、编制、调试程式的方法和过程。它是目标明确的智力活动。由于程式是软体的本体,软体的质量主要通过程式的质量来体现,在软体研究中,程式设计的工作非常重要,内容涉及到有关的基本概念、工具、方法以及方法学等。程式设计通常分为问题建摸,算法设计,编写代码,编译调试和整理并写出文档资料五个阶段。
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