软件工程概论0636088.pptx

结构化程序设计结构化程序设计 程序设计风格程序设计风格 程序效率程序效率 程序复杂性度量程序复杂性度量n n做为软件工程过程的一个阶段，做为软件工程过程的一个阶段，程程序编码是设计的继续序编码是设计的继续。n n程序设计语言的特性和程序设计风程序设计语言的特性和程序设计风格会深刻地影响软件的质量和可维格会深刻地影响软件的质量和可维护性。护性。n n为了保证程序编码的质量，程序员为了保证程序编码的质量，程序员必须深刻理解、熟练掌握并正确地必须深刻理解、熟练掌握并正确地运用程序设计语言的特性。此外，运用程序设计语言的特性。此外，还要求源程序具有良好的结构性和还要求源程序具有良好的结构性和良好的程序设计风格。良好的程序设计风格。结构化程序设计结构化程序设计结构化程序设计主要包括两方面：结构化程序设计主要包括两方面：n n在编写程序时，强调在编写程序时，强调使用几种基使用几种基本控制结构本控制结构，通过组合嵌套，形，通过组合嵌套，形成程序的控制结构。成程序的控制结构。尽可能避免尽可能避免使用使用GOTO语句语句。n n在程序设计过程中，尽量采用自在程序设计过程中，尽量采用自顶向下和逐步细化的原则，顶向下和逐步细化的原则，由粗由粗到细到细，一步步展开一步步展开。结构化程序设计的主要原则结构化程序设计的主要原则n n使用语言中的使用语言中的顺序顺序、选择选择、重复重复等等有限的基本控制结构表示程序逻辑。有限的基本控制结构表示程序逻辑。n n选用的控制结构只准许有选用的控制结构只准许有一个入口一个入口和和一个出口一个出口。n n程序语句组成程序语句组成容易识别的块容易识别的块，每块，每块只有只有一个入口一个入口和和一个出口一个出口。n n复杂结构应该用基本控制结构进行复杂结构应该用基本控制结构进行组合嵌套来实现。组合嵌套来实现。n n语言中没有的控制结构，可用一语言中没有的控制结构，可用一段等价的程序段模拟，但要求该段等价的程序段模拟，但要求该程序段在整个系统中应前后一致。程序段在整个系统中应前后一致。n n严格控制严格控制GOTO语句语句，仅在下列，仅在下列情形才可使用：情形才可使用：用一个非结构化的程序设计语用一个非结构化的程序设计语言去实现一个结构化的构造。言去实现一个结构化的构造。若不使用若不使用GOTO语句就会使程语句就会使程序功能模糊。序功能模糊。在某种可以改善而不是损害程在某种可以改善而不是损害程序可读性的情况下。序可读性的情况下。例例1 打印打印A,B,C三数中最小者程序三数中最小者程序 程序程序1 if(A B)goto 120；if(B C)goto 110；100 write(C)；goto 140；110 write(B)；goto 140；120 if(A C)goto 130；goto 100；130 write(A)；140 end 程序程序2 if(A B)and(A C)then write(A)else if(A B)and(B C)then write(B)else write(C)endif endif例例2 用用二二分分法法求求方方程程 f(x)0 在在区区间间a.b中的根的程序中的根的程序n n假设在闭区间假设在闭区间a.b上函数上函数 f(x)有有唯一的一个零点唯一的一个零点 f0=f(a)；f1=f(b)；/程序程序1 if (f0*f1=0)x0=a；x1=b；for (i=1；i=n；i+)xm=(x0 x1)/2；fm=f(xm)；if(abs(fm)eps|abs(x1x0)0)x0=xm；f0=fm；else x1=xm；finish：printf(“n The root of this equation is%dn”，xm)；n n单入口，两出口单入口，两出口n n正常出口是循环达到正常出口是循环达到 n 次，非正常次，非正常出口是循环中途控制转出到标号出口是循环中途控制转出到标号 finish 所在位置所在位置n n可读性好可读性好 f0=f(a)；f1=f(b)；/程序程序2 if(f0*f1=0)x0=a；x1=b；for(i=1；i=n；i+)xm=(x0 x1)/2；fm=f(xm)；if(abs(fm)eps|abs(x1x0)eps)break；if (f0*fm0)x0=xm；f0=fm；else x1=xm；f0=f(a)；f1=f(b)；/程序程序3 if(f0*f1=0)x0=a；x1=b；i=1；finished=0；while(i=n&finished=0)xm=(x0 x1)2；fm=f(xm)；if(abs(fm)eps|abs(x1x0)eps)finished=1；if(finished=0)if (f0*fm0)x0=xm；f0=fm；else x1=xm；n n引入布尔变量引入布尔变量 finished，改，改 for 型型循环为循环为 while 型，将单入口多出口型，将单入口多出口结构改为单入口单出口结构。结构改为单入口单出口结构。自顶向下，逐步求精自顶向下，逐步求精n n在详细设计和编码阶段，应在详细设计和编码阶段，应当采取自顶向下，逐步求精当采取自顶向下，逐步求精的方法。的方法。n n把一个模块的功能逐步分解，把一个模块的功能逐步分解，细化为一系列具体的步骤，细化为一系列具体的步骤，进而翻译成一系列用某种程进而翻译成一系列用某种程序设计语言写成的程序。序设计语言写成的程序。例，用筛选法求例，用筛选法求100以内的素数以内的素数n n筛选法就是从筛选法就是从2到到100中去掉中去掉2,3,9,10的倍数，剩下的就是的倍数，剩下的就是100以内的素数。以内的素数。n n为了解决这个问题，可先按程序为了解决这个问题，可先按程序功能写出一个框架。功能写出一个框架。main()/程序框架程序框架 建立建立2到到100的数组的数组A，其中，其中Aii；-1 建立建立2到到10的素数表的素数表 B，其中存放，其中存放2 到到10以内的素数；以内的素数；-2 若若Aii是是B 中任一数的倍数，则中任一数的倍数，则 剔除剔除Ai；-3 输出输出A 中所有没有被剔除的数；中所有没有被剔除的数；-4main()/*建立建立2到到100的数组的数组A，其中，其中Aii*/for(i=2；i=100；i+)Ai=i；/*建立建立2到到10的素数表的素数表B，其中存放，其中存放2到到 10以内的素数以内的素数*/B1=2；B2=3；B3=5；B4=7；/*若若Aii是是B 中任一数的倍数，则剔中任一数的倍数，则剔 除除Ai*/for(j=1；j=4；j+)检查检查A 所有的数能否被所有的数能否被Bj整除并将整除并将 能被整除的数从能被整除的数从A 中剔除中剔除；-3.1 /*输出输出A 中所有没有被剔除的数中所有没有被剔除的数*/for(i=2；i=100；i+)若若Ai没有被剔除，则输出之没有被剔除，则输出之-4.1n n对框架中的局部再做细化，得到整个对框架中的局部再做细化，得到整个程序。程序。main()/*建立建立2到到100的数组的数组A，其中，其中Aii*/for(i=2；i=100；i+)Ai=i；/*建立建立2到到10的素数表的素数表B，其中存放，其中存放2到到 10以内的素数以内的素数*/B1=2；B2=3；B3=5；B4=7；/*若若Aii是是B 中任一数的倍数，则剔除中任一数的倍数，则剔除 Ai*/for(j=1；j=4；j+)/*检查检查A 所有的数能否被所有的数能否被Bj整除并将能整除并将能 被整除的数从被整除的数从A 中剔除中剔除*/for(i=2；i=100；i+）if(AiBj*Bj=Ai)Ai=0；/*输出输出A 中所有没有被剔除的数中所有没有被剔除的数*/for(i=2；i=100；i+）/*若若Ai没有被剔除，则输出之没有被剔除，则输出之*/if(Ai!=0）printf(“A%d%dn”,I,Ai)；自顶向下，逐步求精方法的优点自顶向下，逐步求精方法的优点n n符合人们解决复杂问题的普遍规律。符合人们解决复杂问题的普遍规律。可提高软件开发的成功率和生产率可提高软件开发的成功率和生产率n n用先全局后局部，先整体后细节，用先全局后局部，先整体后细节，先抽象后具体的逐步求精的过程开先抽象后具体的逐步求精的过程开发出来的程序具有清晰的层次结构，发出来的程序具有清晰的层次结构，程序容易阅读和理解程序容易阅读和理解n n程序自顶向下，逐步细化，分解成程序自顶向下，逐步细化，分解成一个树形结构。在同一层的节点上一个树形结构。在同一层的节点上的细化工作相互独立。有利于编码、的细化工作相互独立。有利于编码、测试和集成测试和集成n n每一步工作仅在上层节点的基础上每一步工作仅在上层节点的基础上做不多的设计扩展，便于检查做不多的设计扩展，便于检查n n有利于设计的分工和组织工作。有利于设计的分工和组织工作。程序设计风格程序设计风格n n程序实际上也是一种供人阅读的程序实际上也是一种供人阅读的文章，有一个文章，有一个文章的风格文章的风格问题。问题。应该使程序具有良好的风格。应该使程序具有良好的风格。uu 源程序文档化源程序文档化uu 数据说明数据说明uu 语句结构语句结构uu 输入输出方法输入输出方法源源 程程 序序 文文 档档 化化uu 标识符的命名标识符的命名u 安排注释安排注释u 程序的视觉组织程序的视觉组织符号名的命名符号名的命名n n符号名即标识符，包括符号名即标识符，包括模块名模块名、变量名变量名、常量名常量名、标号名标号名、子程子程序名序名、数据区名数据区名以及以及缓冲区名缓冲区名等。等。n n这些名字应能反映它所代表的实这些名字应能反映它所代表的实际东西，际东西，应有一定实际意义应有一定实际意义。n n例如，表示次数的量用例如，表示次数的量用Times，表，表示总量的用示总量的用Total，表示平均值的，表示平均值的用用Average，表示和的量用，表示和的量用Sum等。等。n n名字不是越长越好名字不是越长越好，应当选择精炼的，应当选择精炼的意义明确的名字。意义明确的名字。必要时可使用缩写必要时可使用缩写名字名字，但这时要注意缩写规则要一致，但这时要注意缩写规则要一致，并且要并且要给每一个名字加注释给每一个名字加注释。同时，。同时，在一个程序中，一个变量只应用于一在一个程序中，一个变量只应用于一种用途。种用途。n nNEW.BALANCE.ACCOUNTS.PAYABLE n nNBALAP n nN 程序的注释程序的注释 n n夹在程序中的注释是程序员与日后夹在程序中的注释是程序员与日后的程序读者之间通信的重要手段。的程序读者之间通信的重要手段。n n注释决不是可有可无的。注释决不是可有可无的。n n一些正规的程序文本中，注释行的一些正规的程序文本中，注释行的数量占到整个源程序的数量占到整个源程序的13到到12，甚至更多。，甚至更多。n n注释分为序言性注释和功能性注释。注释分为序言性注释和功能性注释。序言性注释序言性注释n n通常置于每个程序模块的开头部分，通常置于每个程序模块的开头部分，它应当给出程序的整体说明它应当给出程序的整体说明，对于，对于理解程序本身具有引导作用。有些理解程序本身具有引导作用。有些软件开发部门对序言性注释做了明软件开发部门对序言性注释做了明确而严格的规定，要求程序编制者确而严格的规定，要求程序编制者逐项列出。逐项列出。n n有关项目包括：有关项目包括：uu 程序标题程序标题；uu 有关本模块有关本模块功能和目的功能和目的的的说明说明；uu 主要算法主要算法；uu 接口说明接口说明：包括调用形式，参数描：包括调用形式，参数描述，子程序清单；述，子程序清单；uu 有关数据描述有关数据描述：重要的变量及其用：重要的变量及其用途，约束或限制条件，以及其它有途，约束或限制条件，以及其它有关信息；关信息；uu 模块位置模块位置：在哪一个源文件中，或：在哪一个源文件中，或隶属于哪一个软件包；隶属于哪一个软件包；uu 开发简历开发简历：模块设计者，复审者，：模块设计者，复审者，复审日期，修改日期及有关说明等。复审日期，修改日期及有关说明等。功能性注释功能性注释n n功能性注释嵌在源程序体中，用以功能性注释嵌在源程序体中，用以描述其后的语句或程序段是在做什描述其后的语句或程序段是在做什么工作，或是执行了下面的语句会么工作，或是执行了下面的语句会怎么样。而不要解释下面怎么做。怎么样。而不要解释下面怎么做。n n例如，例如，/*ADD AMOUNT TO TOTAL*/TOTAL=AMOUNTTOTAL不好。不好。n n如果注明把月销售额计入年度总额，如果注明把月销售额计入年度总额，便使读者理解了下面语句的意图：便使读者理解了下面语句的意图：/*ADD MONTHLY-SALES TO ANNUAL-TOTAL*/TOTAL=AMOUNTTOTALn n要点要点uu 描述一段程序，而不是每一个语句；描述一段程序，而不是每一个语句；uu 用缩进和空行，使程序与注释容易用缩进和空行，使程序与注释容易区别；区别；uu 注释要正确。注释要正确。视觉组织视觉组织 空格、空行和移行空格、空行和移行n n恰当地利用恰当地利用空格空格，可以，可以突出运算的突出运算的优先性优先性，避免发生运算的错误。，避免发生运算的错误。n n例如例如，将表达式，将表达式(A17)ANDNOT(B49)ORC写成写成(A17)AND NOT(B49)OR Cn n自然的程序段之间可用自然的程序段之间可用空行空行隔开；隔开；n n移行移行也叫做也叫做向右缩格向右缩格。它是指程序中。它是指程序中的各行不必都在左端对齐，都从第一的各行不必都在左端对齐，都从第一格起排列。这样做使程序完全分不清格起排列。这样做使程序完全分不清层次关系。层次关系。n n对于对于选择语句选择语句和和循环语句循环语句，把其中的，把其中的程序段语句向右做程序段语句向右做阶梯式移行阶梯式移行。使程。使程序的逻辑结构更加清晰。序的逻辑结构更加清晰。n n例如，两重选择结构嵌套，写成下面例如，两重选择结构嵌套，写成下面的移行形式，层次就清楚得多。的移行形式，层次就清楚得多。IF（）THEN IF（）THEN ELSE ENDIF ELSE ENDIF数据说明数据说明n n在设计阶段已经确定了数据结构的在设计阶段已经确定了数据结构的组织及其复杂性。在编写程序时，组织及其复杂性。在编写程序时，则需要注意数据说明的风格。则需要注意数据说明的风格。n n为了使程序中数据说明更易于理解为了使程序中数据说明更易于理解和维护，必须注意以下几点。和维护，必须注意以下几点。1.数据说明的次序应当规范化数据说明的次序应当规范化 2.说明语句中变量安排有序化说明语句中变量安排有序化 3.使用注释说明复杂数据结构使用注释说明复杂数据结构数据说明的次序应当规范化数据说明的次序应当规范化n n数据说明次序规范化，使数据属性数据说明次序规范化，使数据属性容易查找，也有利于测试，排错和容易查找，也有利于测试，排错和维护。维护。n n原则上，数据说明的次序与语法无原则上，数据说明的次序与语法无关，其次序是任意的。但出于阅读、关，其次序是任意的。但出于阅读、理解和维护的需要，最好使其规范理解和维护的需要，最好使其规范化，使说明的先后次序固定。化，使说明的先后次序固定。n n例如，在例如，在FORTRAN程序中数据说明次序程序中数据说明次序 常量说明常量说明 简单变量类型说明简单变量类型说明 数组说明数组说明 公用数据块说明公用数据块说明 所有的文件说明所有的文件说明n n在类型说明中还可进一步要求。例如，在类型说明中还可进一步要求。例如，可按如下顺序排列：可按如下顺序排列：整型量说明整型量说明 实型量说明实型量说明 字符量说明字符量说明 逻辑量说明逻辑量说明说明语句中变量安排有序化说明语句中变量安排有序化n n当当多个变量名在一个说明语句中说明多个变量名在一个说明语句中说明时，应当对这些变量时，应当对这些变量按字母的顺序排按字母的顺序排列列。带标号的全程数据。带标号的全程数据(如如FORTRAN的公用块的公用块)也应当按字母也应当按字母的顺序排列。的顺序排列。n n例如，把例如，把 integer size,length,width,cost,price写成写成 integer cost,length,price,size,width 使用注释说明复杂数据结构使用注释说明复杂数据结构n n如果设计了一个复杂的数据结构，如果设计了一个复杂的数据结构，应当使用注释来说明在程序实现时应当使用注释来说明在程序实现时这个数据结构的固有特点。这个数据结构的固有特点。n n例如例如,对对PL/1的链表结构和的链表结构和Pascal中用户自定义的数据类型，都应当中用户自定义的数据类型，都应当在注释中做必要的补充说明。在注释中做必要的补充说明。语句结构语句结构n n在设计阶段确定了软件的逻辑流结在设计阶段确定了软件的逻辑流结构，但构造单个语句则是编码阶段构，但构造单个语句则是编码阶段的任务。语句构造力求简单，直接，的任务。语句构造力求简单，直接，不能为了片面追求效率而使语句复不能为了片面追求效率而使语句复杂化。杂化。1.在一行内只写一条语句在一行内只写一条语句n n在一行内只写一条语句，并且采取在一行内只写一条语句，并且采取适当的移行格式，使程序的逻辑和适当的移行格式，使程序的逻辑和功能变得更加明确。功能变得更加明确。n n许多程序设计语言允许许多程序设计语言允许在一行内写在一行内写多个语句多个语句。但这种方式。但这种方式会使程序可会使程序可读性变差读性变差。因而不可取。因而不可取。n n例如，有一段排序程序例如，有一段排序程序FOR I:=1 TO N1 DO BEGIN T:=I；FOR J:=I1 TO N DO IF AJAT THEN T:=J；IF TI THEN BEGIN WORK:=AT；AT:=AI；AI:=WORK；END END；n n由于一行中包括了多个语句，掩盖了由于一行中包括了多个语句，掩盖了程序的循环结构和条件结构，使其可程序的循环结构和条件结构，使其可读性变得很差。读性变得很差。FOR I:=1 TO N-1 DO /改进布局改进布局 BEGIN T:=I；FOR J:=I1 TO N DO IF AJAT THEN T:=J；IF TI THEN BEGIN WORK:=AT；AT:=AI；AI:=WORK；END END；2.程序编写首先应当考虑清晰性程序编写首先应当考虑清晰性n n程序编写首先应当考虑清晰性，不程序编写首先应当考虑清晰性，不要刻意追求技巧性，使程序编写得要刻意追求技巧性，使程序编写得过于紧凑。过于紧凑。n n例如，有一个用例如，有一个用 C 语句写出的程序语句写出的程序段：段：AI=AIAT；AT=AIAT；AI=AIAT；n n此段程序可能不易看懂，有时还需此段程序可能不易看懂，有时还需用实际数据试验一下。用实际数据试验一下。n n实际上，这段程序的功能就是交换实际上，这段程序的功能就是交换AI和和AT中的内容。目的是为了节中的内容。目的是为了节省一个工作单元。如果改一下：省一个工作单元。如果改一下：WORK=AT；AT=AI；AI=WORK；就能让读者一目了然了。就能让读者一目了然了。3.程程序序要要能能直直截截了了当当地地说说明明程程序序员的用意。员的用意。n n程序编写得要简单，写清楚，直截程序编写得要简单，写清楚，直截了当地说明程序员的用意。例如，了当地说明程序员的用意。例如，for(i=1;i=n;i+)for(j=1;j=n;j+)Vij (ij)*(ji)除法运算（）在除数和被除数都除法运算（）在除数和被除数都是整型量时，其结果只取整数部分，是整型量时，其结果只取整数部分，而得到整型量。而得到整型量。当当 ij 时时,i/j=0 当当 ji 时时,j/i=0 得到的数组得到的数组 当当ij时时 Vij=(ij)*(ji)=0 当当ij时时 Vij=(ij)*(ji)=1这样得到的结果这样得到的结果 V 是一个单位矩阵。是一个单位矩阵。n n写成以下的形式，就能让读者直接写成以下的形式，就能让读者直接了解程序编写者的意图。了解程序编写者的意图。for(i1;i=n;i+)for(j1;j=n;j+)if(i=j)Vij 1.0;ELSE Vij 0.0;4.除非对效率有特殊的要求除非对效率有特殊的要求,程序编程序编写要做到写要做到清晰第一清晰第一，效率第二效率第二。不不要为了追求效率而丧失了清晰性。要为了追求效率而丧失了清晰性。事实上，事实上，程序效率的提高主要应通程序效率的提高主要应通过选择高效的算法过选择高效的算法来实现。来实现。5.首先要保证首先要保证程序正确程序正确,然后才要求然后才要求提高速度提高速度。反过来说，在使程序高反过来说，在使程序高速运行时，首先要保证它是正确的速运行时，首先要保证它是正确的。6.避免避免使用临时变量使用临时变量而使可读性下而使可读性下降。降。例如，有的程序员为了追求例如，有的程序员为了追求效率，往往喜欢把表达式效率，往往喜欢把表达式 AI1AI;写成写成 AIAI;XAI1AI;这样将一句分成两句写，会产生意这样将一句分成两句写，会产生意想不到的问题。想不到的问题。7.让编译程序做简单的优化。让编译程序做简单的优化。8.尽可能尽可能使用库函数使用库函数9.避免避免不必要的转移不必要的转移。同时如果能保同时如果能保持程序可读性，则不必用持程序可读性，则不必用 GO TO语语句。句。例如，有一个求三个数中最小值的例如，有一个求三个数中最小值的程序：程序：IF(X Y)GOTO 30 IF(Y Z)GOTO 50 SMALLZ GOTO 7030 IF(X Z）GOTO 60 SMALLZ GOTO 7050 SMALLY GOTO 7060 SMALLX70 CONTINUE 程序只需编写成：程序只需编写成：smallx;if(y small)smally;if(z=a)if(char=z)cout “This is a letter。”;else cout=0&char=9)不要让读者绕弯子想。不要让读者绕弯子想。14.尽可能用尽可能用通俗易懂的伪码通俗易懂的伪码来描述来描述程序的流程，然后再翻译成必须使程序的流程，然后再翻译成必须使用的语言。用的语言。15.数据结构要有利于程序的简化。数据结构要有利于程序的简化。16.要要模块化模块化，使模块功能尽可能单，使模块功能尽可能单一化，模块间的耦合能够清晰可见。一化，模块间的耦合能够清晰可见。17.利用利用信息隐蔽信息隐蔽，确保每一个模块，确保每一个模块的独立性。的独立性。18.从从数据数据出发去构造程序。出发去构造程序。19.不要修补不好的程序，要重新编写。不要修补不好的程序，要重新编写。也不要一味地追求代码的复用，要也不要一味地追求代码的复用，要重新组织。重新组织。20.对太大的程序，要分块编写、测试，对太大的程序，要分块编写、测试，然后再集成。然后再集成。21.对递归定义的数据结构尽量使用递对递归定义的数据结构尽量使用递归过程。归过程。输入和输出输入和输出n n输入和输出信息是与用户的使用直输入和输出信息是与用户的使用直接相关的。输入和输出的方式和格接相关的。输入和输出的方式和格式应当尽可能方便用户的使用。一式应当尽可能方便用户的使用。一定要避免因设计不当给用户带来的定要避免因设计不当给用户带来的麻烦。麻烦。n n因此，在软件需求分析阶段和设计因此，在软件需求分析阶段和设计阶段，就应基本确定输入和输出的阶段，就应基本确定输入和输出的风格。系统能否被用户接受，有时风格。系统能否被用户接受，有时就取决于输入和输出的风格。就取决于输入和输出的风格。n n不论是不论是批处理的输入输出方式批处理的输入输出方式，还是还是交互式的输入输出方式交互式的输入输出方式，在，在设计和编码时都应考虑下列原则：设计和编码时都应考虑下列原则：1.对所有的输入数据都要进行检验，对所有的输入数据都要进行检验，识别错误的输入，以保证每个数据识别错误的输入，以保证每个数据的有效性；的有效性；2.检查输入项的各种重要组合的合检查输入项的各种重要组合的合理性，必要时报告输入状态信息；理性，必要时报告输入状态信息；3.使得输入的步骤和操作尽可能简使得输入的步骤和操作尽可能简单，并保持简单的输入格式；单，并保持简单的输入格式；4.输入数据时，应允许使用自由格输入数据时，应允许使用自由格式输入；式输入；5.应允许缺省值；应允许缺省值；6.输入一批数据时，最好使用输入输入一批数据时，最好使用输入结束标志，而不要由用户指定输入结束标志，而不要由用户指定输入数据数目；数据数目；7.在交互式输入输入时，要在屏幕在交互式输入输入时，要在屏幕上使用提示符明确提示交互输入的上使用提示符明确提示交互输入的请求，指明可使用选择项的种类和请求，指明可使用选择项的种类和取值范围。同时，在数据输入的过取值范围。同时，在数据输入的过程中和输入结束时，也要在屏幕上程中和输入结束时，也要在屏幕上给出状态信息；给出状态信息；8.当程序设计语言对输入输出格式当程序设计语言对输入输出格式有严格要求时，应保持输入格式与有严格要求时，应保持输入格式与输入语句的要求的一致性；输入语句的要求的一致性；9.给所有的输出加注解，并设计输给所有的输出加注解，并设计输出报表格式。出报表格式。输入输出风格还受到许多其它因输入输出风格还受到许多其它因素的影响。如输入输出设备（例素的影响。如输入输出设备（例如终端的类型，图形设备，数字化如终端的类型，图形设备，数字化转换设备等）、用户的熟练程度、转换设备等）、用户的熟练程度、以及通信环境等。以及通信环境等。程序效率程序效率n n讨论效率的准则讨论效率的准则程序的效率是指程序的效率是指程序的执行速度程序的执行速度及及程序所需占用的内存的存储空间程序所需占用的内存的存储空间。程序编码是最后提高运行速度和节程序编码是最后提高运行速度和节省存储的机会，因此在此阶段不能省存储的机会，因此在此阶段不能不考虑程序的效率。让我们首先明不考虑程序的效率。让我们首先明确讨论程序效率的几条准则确讨论程序效率的几条准则uu 效率是一个性能要求，应当在需效率是一个性能要求，应当在需求分析阶段给出。求分析阶段给出。软件效率以需求软件效率以需求为准为准，不应以人力所及为准。，不应以人力所及为准。uu 好的设计可以提高效率。好的设计可以提高效率。uu 程序的程序的效率与程序的简单性效率与程序的简单性相关。相关。uu 一般说来，任何对效率无重要改一般说来，任何对效率无重要改善，且对程序的简单性、可读性和善，且对程序的简单性、可读性和正确性不利的程序设计方法都是不正确性不利的程序设计方法都是不可取的。可取的。算法对效率的影响算法对效率的影响n n源程序的源程序的效率与详细设计阶段确定效率与详细设计阶段确定的算法的效率直接有关的算法的效率直接有关。在详细设。在详细设计翻译转换成源程序代码后，算法计翻译转换成源程序代码后，算法效率反映为程序的执行速度和存储效率反映为程序的执行速度和存储容量的要求。容量的要求。n n设计向程序转换过程中的指导原则：设计向程序转换过程中的指导原则：在编程序前，尽可能化简有关的在编程序前，尽可能化简有关的算术表达式和逻辑表达式；算术表达式和逻辑表达式；仔细检查算法中的嵌套的循环，仔细检查算法中的嵌套的循环，尽可能将某些语句或表达式移到循尽可能将某些语句或表达式移到循环外面；环外面；尽量避免使用多维数组；尽量避免使用多维数组；尽量避免使用指针和复杂的表；尽量避免使用指针和复杂的表；采用采用“快速快速”的算术运算；的算术运算；不要混淆数据类型，避免在不要混淆数据类型，避免在表达式中出现类型混杂；表达式中出现类型混杂；尽量采用整数算术表达式和尽量采用整数算术表达式和布尔表达式；布尔表达式；选用等效的高效率算法；选用等效的高效率算法；n n许多编译程序具有许多编译程序具有“优化优化”功功能，可以自动生成高效率的目能，可以自动生成高效率的目标代码。标代码。影响存储器效率的因素影响存储器效率的因素n n在大中型计算机系统中，存储在大中型计算机系统中，存储限制不再是主要问题。在这种限制不再是主要问题。在这种环境下，对环境下，对内存采取基于操作内存采取基于操作系统的分页功能的虚拟存储管系统的分页功能的虚拟存储管理理。存储效率与操作系统的分存储效率与操作系统的分页功能直接有关页功能直接有关。n n采用结构化程序设计，采用结构化程序设计，将程序将程序功能合理分块功能合理分块，使每个模块或使每个模块或一组密切相关模块的程序体积一组密切相关模块的程序体积大小与每页的容量相匹配大小与每页的容量相匹配，可，可减少页面调度，减少内外存交减少页面调度，减少内外存交换，提高存储效率。换，提高存储效率。n n在微型计算机系统中，存储器在微型计算机系统中，存储器的容量对软件设计和编码的制的容量对软件设计和编码的制约很大。因此约很大。因此要选择可生成较要选择可生成较短目标代码且存储压缩性能优短目标代码且存储压缩性能优良的编译程序良的编译程序，有时需采用汇，有时需采用汇编程序。编程序。n n提高存储器效率的关键是程序提高存储器效率的关键是程序的简单性。的简单性。影响输入输出的因素影响输入输出的因素n n输入输出可分为两种类型：输入输出可分为两种类型：uu 面向人面向人(操作员操作员)的输入输出的输入输出uu 面向设备的输入输出面向设备的输入输出n n如果操作员能够十分方便、简单地如果操作员能够十分方便、简单地录入输入数据，或者能够十分直观、录入输入数据，或者能够十分直观、一目了然地了解输出信息，则可以一目了然地了解输出信息，则可以说面向人的输入输出是高效的。说面向人的输入输出是高效的。n n关于面向设备的输入关于面向设备的输入/输出，可以输出，可以提出一些提高输入提出一些提高输入/输出效率的指输出效率的指导原则：导原则：uu 输入输入/输出的请求应当最小化；输出的请求应当最小化；uu 对于所有的输入对于所有的输入/输出操作，输出操作，安安排适当的缓冲区排适当的缓冲区，以减少频繁的，以减少频繁的信息交换。信息交换。uu 对辅助存储对辅助存储(例如磁盘例如磁盘)，选择选择尽可能简单的，可接受的存取方尽可能简单的，可接受的存取方法法；u 对辅助存储的输入对辅助存储的输入/输出，应当输出，应当成块传送成块传送；uu 对终端或打印机的输入对终端或打印机的输入/输出，输出，应考虑设备特性应考虑设备特性，尽可能改善输，尽可能改善输入入/输出的质量和速度；输出的质量和速度；uu 任何不易理解的，对改善输入任何不易理解的，对改善输入/输出效果关系不大的措施都是不输出效果关系不大的措施都是不可取的；可取的；uu 任何不易理解的所谓任何不易理解的所谓“超高效超高效”的输入的输入/输出是毫无价值的；输出是毫无价值的；程序复杂性度量程序复杂性度量n n程序复杂性主要指程序复杂性主要指模块内程序的复模块内程序的复杂性杂性。它直接关联到软件开发费用。它直接关联到软件开发费用的多少，开发周期的长短和软件内的多少，开发周期的长短和软件内部潜伏错误的多少。部潜伏错误的多少。n n减少程序复杂性，可提高软件的简减少程序复杂性，可提高软件的简单性和可理解性，并使软件开发费单性和可理解性，并使软件开发费用减少，开发周期缩短，软件内部用减少，开发周期缩短，软件内部潜藏错误减少潜藏错误减少。复杂性度量需要满足的假设复杂性度量需要满足的假设n n为了度量程序复杂性，要求：为了度量程序复杂性，要求：uu 它可以用来计算任何一个程序的它可以用来计算任何一个程序的复杂性；复杂性；uu 对于不合理的程序，例如对于长对于不合理的程序，例如对于长度动态增长的程序，或者对于原则度动态增长的程序，或者对于原则上无法排错的程序，不应当使用它上无法排错的程序，不应当使用它进行复杂性计算；进行复杂性计算；uu 如果程序中指令条数、附加存储如果程序中指令条数、附加存储量、计算时间增多，不会减少程序量、计算时间增多，不会减少程序的复杂性。的复杂性。代码行度量法代码行度量法n n源代码行数度量法基于两个前提：源代码行数度量法基于两个前提：uu 程序复杂性随着程序规模的增加程序复杂性随着程序规模的增加不均衡地增长；不均衡地增长；uu 控制程序规模的方法最好是采用控制程序规模的方法最好是采用分而治之的办法。将一个大程序分而治之的办法。将一个大程序分解成若干个简单的可理解的程分解成若干个简单的可理解的程序段。序段。n n方法的基本考虑是方法的基本考虑是统计一个程序模统计一个程序模块的源代码行数目，并以源代码行块的源代码行数目，并以源代码行数做为程序复杂性的度量。数做为程序复杂性的度量。n n设设每行代码的出错率每行代码的出错率为为每每100行源程行源程序中可能有的错误数目序中可能有的错误数目。n nThayer曾指出，曾指出，程序出错率的估算程序出错率的估算范围是从范围是从0.047之间之间，即每，即每100行源程序中可能存在行源程序中可能存在0.047个个错误。他还指出，每行代码的出错错误。他还指出，每行代码的出错率与源程序行数之间不存在简单的率与源程序行数之间不存在简单的线性关系。线性关系。n nLipow指出，对于指出，对于小程序小程序，每行代码，每行代码出错率为出错率为1.31.8；对于；对于大程序大程序，每行代码的出错率增加到每行代码的出错率增加到2.73.2之间，这只是考虑了程序的可执之间，这只是考虑了程序的可执行部分，没有包括程序中的说明部行部分，没有包括程序中的说明部分。分。n nLipow及其他研究者得出一个结论：及其他研究者得出一个结论：对于少于对于少于100个语句的小程序，源代个语句的小程序，源代码行数与出错率是线性相关的。随码行数与出错率是线性相关的。随着程序的增大，出错率以非线性方着程序的增大，出错率以非线性方式增长。式增长。McCabe度量法度量法n nMcCabe度量法，又称环路复杂性度度量法，又称环路复杂性度量，是一种量，是一种基于程序控制流基于程序控制流的复杂的复杂性度量方法。性度量方法。n n它它基于一个程序模块的程序图中环基于一个程序模块的程序图中环路的个数路的个数，因此计算它先要画出程，因此计算它先要画出程序图。序图。n n程序图是退化的程序流程图。流程程序图是退化的程序流程图。流程图中每个处理都退化成一个结点，图中每个处理都退化成一个结点，流线变成连接不同结点的有向弧。流线变成连接不同结点的有向弧。n n程序图仅描述程序内部的控制流程，程序图仅描述程序内部的控制流程，完全不表现对数据的具体操作，以完全不表现对数据的具体操作，以及分支和循环的具体条件。及分支和循环的具体条件。n n计算环路复杂性的方法：计算环路复杂性的方法：根据图论，根据图论，在一个强连通的有向图在一个强连通的有向图G中，环的中，环的个数由以下公式给出：个数由以下公式给出：V(G)mnp其中，其中，V(G)是有向图是有向图G中环路个数，中环路个数，m是图是图G中弧数，中弧数，n是图是图G中结点数，中结点数，p是图是图G中的强连通分量个数。中的强连通分量个数。n nMyers建议，对于复合判定，例如，建议，对于复合判定，例如，(A0)(CD)(XA)算做算做三个判定。三个判定。n n为使图成为强连通图，从图的入口为使图成为强连通图，从图的入口点到出口点加一条用虚线表示的有点到出口点加一条用虚线表示的有向边，使图成为强连通图。这样就向边，使图成为强连通图。这样就可以使用上式计算环路复杂性。可以使用上式计算环路复杂性。n n在例示中，结点数在例示中，结点数n11，弧数，弧数m13，p1，则有，则有 V(G)mnp131113.n n等于程序图中弧所封闭的区域数。等于程序图中弧所封闭的区域数。几点说明几点说明n n环路复杂度取决于程序控制结构的环路复杂度取决于程序控制