SE11程序设计语言及编码.ppt

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1、软件工程软件工程引言引言q软件工程软件工程编码阶段的任务是将详细设计翻译成计编码阶段的任务是将详细设计翻译成计算机可以算机可以“理解理解”并且最终可运行的代码并且最终可运行的代码。q根据基本机制可将程序设计语言分为过程式程序根据基本机制可将程序设计语言分为过程式程序设计语言、函数式程序设计语言、逻辑程序设计设计语言、函数式程序设计语言、逻辑程序设计语言和面向对象程序设计语言四类。语言和面向对象程序设计语言四类。q编码阶段不应单纯追求编码效率，而应全面考虑编码阶段不应单纯追求编码效率，而应全面考虑编写程序、测试程序、说明程序和修改程序等各编写程序、测试程序、说明程序和修改程序等各项工作。项工作。

2、q影响编码质量的因素包括影响编码质量的因素包括编程语言编程语言、编程准则编程准则和和编程风格编程风格，它们对程序的可靠性、可读性、可测，它们对程序的可靠性、可读性、可测试性和可维护性都将产生深远的影响。试性和可维护性都将产生深远的影响。q通常把通常把编码和测试统称为实现编码和测试统称为实现。q编码编码(Coding)(Coding)：把软件设计翻译成计算机可以把软件设计翻译成计算机可以理解的形式理解的形式用某种程序设计语言书写的程序用某种程序设计语言书写的程序q编码阶段涉及的问题编码阶段涉及的问题v语言选择语言选择v编码风格编码风格v编程准则编程准则v程序效率程序效率引言引言n目的目的用用选选

3、定定的的程程序序设设计计语语言言将将模模块块的的过过程程性性描描述述翻译为用该语言书写的源程序翻译为用该语言书写的源程序 编码编码模块的过程性描述模块的过程性描述源程序源程序（不可执行的不可执行的）（可执行的）（可执行的）编码概述编码概述n 编码的过程编码的过程n熟悉所选语言的功能和程序开发环境熟悉所选语言的功能和程序开发环境 n仔细阅读设计文档详细设计仔细阅读设计文档详细设计 n弄清要编码的模块的外部接口与内部过程弄清要编码的模块的外部接口与内部过程 n 对编码产生的源程序的要求对编码产生的源程序的要求n正确可靠正确可靠n简明清晰简明清晰n有较高的执行效率有较高的执行效率编码概述编码概述n

4、效率与清晰是一对矛盾的要求效率与清晰是一对矛盾的要求n要优先考虑程序的清晰性和可理解性要优先考虑程序的清晰性和可理解性对编码的有关说明对编码的有关说明编码编码要求要求清晰第一清晰第一(对大多数模块对大多数模块)效率第一效率第一(对个别模块对个别模块)用用单入单入/单出单出保证保证控制流的直线性控制流的直线性用用限制限制GOTO保证保证控制流的局部性控制流的局部性用用GOTO与其它技巧与其它技巧消除重复编码消除重复编码编码概述编码概述n设计是编码的先导，要复审设计设计是编码的先导，要复审设计n编码要熟悉所用的语言编码要熟悉所用的语言n要恰倒好处利用编程语言的特点要恰倒好处利用编程语言的特点n测试

5、阶段也要编写一些测试程序测试阶段也要编写一些测试程序对编码的有关说明对编码的有关说明编码概述编码概述编程标准编程标准q人们总是希望编制人们总是希望编制清晰、紧凑、高效清晰、紧凑、高效的程序的程序,但但这些特性在编码时往往互相这些特性在编码时往往互相矛盾矛盾,一般应依次考一般应依次考虑下列原则虑下列原则:(1)编制易于修改、维护的代码编制易于修改、维护的代码主要措施是在模块化和面向对象详细设计的主要措施是在模块化和面向对象详细设计的基础上基础上,进一步按属性划分程序。进一步按属性划分程序。(2)编制易于测试的代码编制易于测试的代码一般来说一般来说,人们总是通过运用条件编译语句尽人们总是通过运用条

6、件编译语句尽早设计出测试用例、采用统一的命名规则管理早设计出测试用例、采用统一的命名规则管理这些测试用例并适时地进行回归测试等一系列这些测试用例并适时地进行回归测试等一系列措施提高程序的可测试性。措施提高程序的可测试性。编程标准（续）编程标准（续）(3)必须将编程与编文档的工作统一开来。一个程序必须将编程与编文档的工作统一开来。一个程序段的文档应包括下列内容段的文档应包括下列内容:代码的功能代码的功能;代码的完成者代码的完成者;代码在整个软件系统中的位置代码在整个软件系统中的位置;代码编制、复审的时间代码编制、复审的时间;保留代码的原因保留代码的原因;代码中如何使用数据结构和算法。代码中如何使

7、用数据结构和算法。(4)编程中采用统一的标准和约定编程中采用统一的标准和约定,降低程序复杂性降低程序复杂性(5)限定每一层的副作用限定每一层的副作用,减少耦合度减少耦合度(6)尽可能地重用尽可能地重用编码的风格编码的风格n追求追求“聪明聪明”和和“技巧技巧”提倡提倡“简明简明”和和“直接直接”n使用标准的控制结构使用标准的控制结构 n清晰的前提下求取效率清晰的前提下求取效率 nMake it right before you make it faster.nMake it clear before you make it faster.nKeep it right when you make

8、it faster.（求快不忘保持程序正确）求快不忘保持程序正确）nKeep it simple to make it faster.（保持程序简单以求快）保持程序简单以求快）nDont sacrifice clarity for“efficiency”.（书写清楚，不要为书写清楚，不要为“效率效率”牺牲清楚）牺牲清楚）q源程序代码的逻辑简明清晰、易读易懂是好程源程序代码的逻辑简明清晰、易读易懂是好程序的一个重要标准序的一个重要标准q程序具有良好的风格包括：程序具有良好的风格包括：v源程序文档化源程序文档化v数据说明数据说明v语句结构语句结构v输入输入/输出方法输出方法q同时要考虑设计出的程序

9、的执行效率问题同时要考虑设计出的程序的执行效率问题编码的风格编码的风格(1)(1)符号名的命名符号名的命名 符号名即标识符，包括模块名、变量名、常量符号名即标识符，包括模块名、变量名、常量名、标号名、子程序名、数据区名以及缓冲区名名、标号名、子程序名、数据区名以及缓冲区名等等 这些名字应这些名字应能反映它所代表的实际东西，应有能反映它所代表的实际东西，应有一定实际意义一定实际意义 例如，表示次数的量用例如，表示次数的量用TimesTimes，表示总量的用，表示总量的用TotalTotal，表示平均值的用，表示平均值的用AverageAverage，表示和的量用，表示和的量用SumSum等等 应

10、当选择精炼的意义明确的名字应当选择精炼的意义明确的名字。必要时可使。必要时可使用缩写名字，但这时要注意缩写规则要一致，并且用缩写名字，但这时要注意缩写规则要一致，并且要给每一个名字加注释要给每一个名字加注释1 1、源程序文档化、源程序文档化编码的风格编码的风格(2)(2)程序的注释程序的注释 夹在程序中的注释是程序员与日后的程序读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。者之间通信的重要手段。注释决不是可有可无的。注释决不是可有可无的。一些正规的程序文本中，注释行的数量占到一些正规的程序文本中，注释行的数量占到整个源程序的整个源程序的1 13 3到到1 12 2，甚至更多。，

11、甚至更多。注释分为注释分为序言性注释序言性注释和和功能性注释功能性注释。编码的风格编码的风格 通常置于每个程序模块的开头部分，它应当通常置于每个程序模块的开头部分，它应当给出程序的给出程序的整体说明整体说明。有关项目包括：。有关项目包括：程序标题；程序标题；有关本模块功能和目的的说明；有关本模块功能和目的的说明；主要算法；主要算法；接口说明：包括调用形式，参数描述，子程序清单；接口说明：包括调用形式，参数描述，子程序清单；有关数据描述：重要的变量及其用途，约束或限制条件，有关数据描述：重要的变量及其用途，约束或限制条件，以及其它有关信息；以及其它有关信息；模块位置：在哪一个源文件中，或隶属于哪

12、一个软件包模块位置：在哪一个源文件中，或隶属于哪一个软件包开发简历：模块设计者，复审者，复审日期，修改日期开发简历：模块设计者，复审者，复审日期，修改日期及有关说明等。及有关说明等。1)1)序言性注释序言性注释编码的风格编码的风格 嵌在源程序体中，用以描述其后的语句或程嵌在源程序体中，用以描述其后的语句或程序段是在序段是在做什么做什么工作，或是执行了下面的语句会工作，或是执行了下面的语句会怎么样。而怎么样。而不要解释下面不要解释下面怎么做怎么做。v要点：要点：描述一段程序，而不是每一个语句描述一段程序，而不是每一个语句用缩进、空行或加框，使程序与注释容易区用缩进、空行或加框，使程序与注释容易区

13、别别注释要正确注释要正确2)2)功能性注释功能性注释编码的风格编码的风格例如，例如，/*ADD AMOUNT TO TOTAL*/*ADD AMOUNT TO TOTAL*/TOTAL=AMOUNTTOTAL=AMOUNTTOTALTOTAL此注释不好。此注释不好。如果注明把月销售额计入年度总额，便使读者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：理解了下面语句的意图：/*ADD MONTHLY-SALES TO ANNUAL-TOTAL*/*ADD MONTHLY-SALES TO ANNUAL-TOTAL*/TOTAL=AMOUNTTOTAL=AMOUNTTOTALTOT

14、AL编码的风格编码的风格(3)(3)视觉组织（空格、空行和移行）视觉组织（空格、空行和移行）恰当地利用空格，可以突出运算的优先性，避免恰当地利用空格，可以突出运算的优先性，避免发生运算的错误。发生运算的错误。自然的程序段之间可用空行隔开。自然的程序段之间可用空行隔开。移行也叫做向右缩格。移行也叫做向右缩格。对于选择语句和循环语句，把其中的程序段语句对于选择语句和循环语句，把其中的程序段语句向右做阶梯式移行。使程序的逻辑结构更加清晰。向右做阶梯式移行。使程序的逻辑结构更加清晰。编码的风格编码的风格例如，两重选择结构嵌套，写成下面的移行形式，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

15、多。层次就清楚得多。for(i=1 for(i=1；i=ni=n；i+)i+)for(j=1 for(j=1；j=nj=n；j+)j+)aij aiji*10+ji*10+j；编码的风格编码的风格 在设计阶段已经确定了数据结构的组织及其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，则需要注意数据说明的复杂性。在编写程序时，则需要注意数据说明的风格。风格。为了使程序中数据说明更易于理解和维护，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：必须注意以下几点：数据说明的次序数据说明的次序应当规范化应当规范化说明语句中说明语句中变量安排变量安排有序化有序化使用注释使用注释说明复

16、杂数据结构说明复杂数据结构2 2、数据说明、数据说明编码的风格编码的风格(1)(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 数据说明数据说明次序规范化次序规范化，使数据属性容易查找，使数据属性容易查找，也有利于测试，排错和维护。也有利于测试，排错和维护。原则上，数据说明的次序与语法无关，其次原则上，数据说明的次序与语法无关，其次序是任意的。但出于阅读、理解和维护的需要，序是任意的。但出于阅读、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。最好使其规范化，使说明的先后次序固定。编码的风格编码的风格(2)(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例如，在例如，在FO

17、RTRANFORTRAN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在类型说明中还可进一步要求。例如，可按如下顺序排列：在类型说明中还可进一步要求。例如，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编码的风格编码的风格 当多个变量名在一个说明语句中说明时，应当当多个变量名在一个说明语句中说明时，应当对这些变量按字母的顺序排列。对这些变量按字母的顺序排列。带标号的全程数据带标号的全程数据(如如FORTRANFORTRAN的公用块的公

18、用块)也应当按字母的顺序排列。也应当按字母的顺序排列。例如，把例如，把 integer integer s sizeize，l lengthength，w widthidth，c costost，p pricerice写成：写成：integer integer c costost，l lengthength，p pricerice，s sizeize，w widthidth编码的风格编码的风格(3)(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 如果设计了一个复杂的数据结构，应当使用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这个数据结构的固有特注释来说明在程序实现时这

19、个数据结构的固有特点。点。例如，对链表结构和用户自定义的数据类型，例如，对链表结构和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。都应当在注释中做必要的补充说明。编码的风格编码的风格 在设计阶段确定了软件的逻辑流结构，但构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的任务。造单个语句则是编码阶段的任务。语句构造力求语句构造力求简单、直接，不能为了片面追求效率而使语句复简单、直接，不能为了片面追求效率而使语句复杂化。杂化。(1)(1)在一行内只写一条语句在一行内只写一条语句 在一行内只写一条语句，并且采取适当的移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

20、功能变得更加明确。行格式，使程序的逻辑和功能变得更加明确。3 3、语句结构、语句结构编码的风格编码的风格(2)(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 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，不要刻意追求不要刻意追求技巧性技巧性，使程序编写得过于紧凑。，使程序编写得过于紧凑。例如，有一个用例如，有一个用C C语句写出的程序段：语句写出的程序段：AI=AIAI=AIATAT；AT=AI AT=AIATAT；AI=AI AI=AIATAT；此段程序可能不易看懂，有时还需用实际数据试验此段程序可能不易看懂，有时还需用实际数据试验一下。一下。编码的风格编码的风格实际上，

21、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AIAI和和ATAT中的中的内容。目的是为了节省一个工作单元。如果改一下：内容。目的是为了节省一个工作单元。如果改一下：WORK=AT WORK=AT；AT=AI AT=AI；AI=WORK AI=WORK；就能让读者一目了然了。就能让读者一目了然了。编码的风格编码的风格(3)(3)程序要能直截了当地说明程序员的用意。程序要能直截了当地说明程序员的用意。程序编写得要简单，写清楚，直截了当地说明程序编写得要简单，写清楚，直截了当地说明程序员的用意。例如，程序员的用意。例如，for(i=1for(i=1；i=ni=n；i+)i+)for(j=1

22、for(j=1；j=nj=n；j+)j+)vij vij(i(ij)*(jj)*(ji)i)编码的风格编码的风格除法运算除法运算()在除数和被除数都是整型量时，其结在除数和被除数都是整型量时，其结果只取整数部分，而得到整型量。果只取整数部分，而得到整型量。当当i ij j时，时，i/j=0i/j=0 当当j ji i时，时，j/i=0j/i=0得到的数组得到的数组 当当ijij时，时，vij=(ivij=(ij)*(jj)*(ji)=0i)=0 当当i ij j时，时，vij=(ivij=(ij)*(jj)*(ji)=1i)=1这样得到的结果，这样得到的结果，v v是一个单位矩阵。是一个单位矩

23、阵。编码的风格编码的风格写成以下的形式，就能让读者直接了解程序编写者写成以下的形式，就能让读者直接了解程序编写者的意图。的意图。for(ifor(i1 1；i=ni=n；i+)i+)for(j for(j1 1；j=nj=n；j+)j+)if(i=j)vij if(i=j)vij；else else vij vij；编码的风格编码的风格(4)(4)除非对效率有特殊的要求，程序编写要做到除非对效率有特殊的要求，程序编写要做到清晰第一，效率第二。清晰第一，效率第二。(5)(5)首先要保证程序正确，然后才要求提高速度。首先要保证程序正确，然后才要求提高速度。(6)(6)避免使用临时变量而使可读性下降

24、。避免使用临时变量而使可读性下降。例如，有的程序员为了追求效率，往往喜欢把表达式例如，有的程序员为了追求效率，往往喜欢把表达式AIAI1 1AIAI；写成写成 AI AIAIAI；X XAIAI1 1AIAI；这样将一句分成两句写，会产生这样将一句分成两句写，会产生意想不到意想不到的问题的问题编码的风格编码的风格(7)(7)让编译程序做简单的优化。让编译程序做简单的优化。(8)(8)尽可能使用库函数尽可能使用库函数(9)(9)避免不必要的转移。同时如果能保持程序可读避免不必要的转移。同时如果能保持程序可读性，则不必用性，则不必用GOTOGOTO语句。语句。编码的风格编码的风格 IF(X IF(

25、XY)GOTO 30Y)GOTO 30 IF(Y IF(YZ)GOTO 50Z)GOTO 50 SMALL SMALLZ Z GOTO 70 GOTO 7030 IF(X30 IF(XZ)GOTO 60Z)GOTO 60 SMALL SMALLZ Z GOTO 70 GOTO 7050 SMALL50 SMALLY Y GOTO 70 GOTO 7060 SMALL60 SMALLX X70 CONTINUE70 CONTINUE例如，有一个求三个数中最小值的程序：例如，有一个求三个数中最小值的程序：编码的风格编码的风格程序只需编写成：程序只需编写成：small smallx x；if(y s

26、mall)small if(y small)smally y；if(z small)small if(z=a)if(char=a)if(char=z)if(char=z)cout“This is a letter cout“This is a letter。”；elseelse cout“This is not a letter cout=0&char=0&char=9)不要让读者不要让读者绕弯子想绕弯子想。编码的风格编码的风格(14)(14)尽可能用通俗易懂的伪码来描述程序的流程，尽可能用通俗易懂的伪码来描述程序的流程，然后再翻译成必须使用的语言。然后再翻译成必须使用的语言。(15)(15)

27、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)(16)要模块化，使模块功能尽可能单一化，模块要模块化，使模块功能尽可能单一化，模块间的耦合能够清晰可见。间的耦合能够清晰可见。(17)(17)利用信息隐蔽，确保每一个模块的独立性。利用信息隐蔽，确保每一个模块的独立性。编码的风格编码的风格(18)(18)从数据出发去构造程序。从数据出发去构造程序。(19)(19)不要修补不好的程序不要修补不好的程序，要重新编写。也不要，要重新编写。也不要一味地追求代码的复用，要重新组织。一味地追求代码的复用，要重新组织。(20)(20)对太大的程序，要分块编写、测试，然后再对太大的程序，要分块编

28、写、测试，然后再集成。集成。(21)(21)对递归定义的数据结构尽量使用递归过程。对递归定义的数据结构尽量使用递归过程。编码的风格编码的风格 输入和输出信息是与用户的使用直接相关的。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式应当输入和输出的方式和格式应当尽可能方便用户尽可能方便用户的的使用。一定要避免因设计不当给用户带来的麻烦。使用。一定要避免因设计不当给用户带来的麻烦。因此，因此，在软件需求分析阶段和设计阶段，就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风格应基本确定输入和输出的风格。系统能否被用户系统能否被用户接受，有时就取决于输入和输出的风格接受，有时就取

29、决于输入和输出的风格。4 4、输入和输出、输入和输出编码的风格编码的风格 不论是批处理的输入输出方式，还是交互不论是批处理的输入输出方式，还是交互式的输入输出方式，在式的输入输出方式，在设计和编码设计和编码时都应考虑时都应考虑下列原则：下列原则：(1)(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，识别错误的识别错误的输入输入，以保证每个数据的有效性；，以保证每个数据的有效性；(2)(2)检查输入项的各种检查输入项的各种重要组合重要组合的合理性，必要时的合理性，必要时报告输入状态信息；报告输入状态信息；(3)(3)使得输入的步骤和操作尽可能简单，并使得输入的步骤和操作尽可能简

30、单，并保持简保持简单单的输入格式；的输入格式；编码的风格编码的风格(4)(4)输入数据时，输入数据时，应允许使用自由格式应允许使用自由格式输入；输入；(5)(5)应应允许缺省允许缺省值；值；(6)(6)输入一批数据时，最好输入一批数据时，最好使用使用输入输入结束标志结束标志，而，而不要由用户指定输入数据数目；不要由用户指定输入数据数目；(7)(7)在交互式输入时，要在屏幕上使用提示符在交互式输入时，要在屏幕上使用提示符明确明确提示提示交互输入的交互输入的请求请求，指明可使用选择项的种类和，指明可使用选择项的种类和取值范围。同时，在数据输入的过程中和输入结束取值范围。同时，在数据输入的过程中和输

31、入结束时，也要在屏幕上给出状态信息；时，也要在屏幕上给出状态信息；编码的风格编码的风格(8)(8)当程序设计语言对输入输出格式有严格要当程序设计语言对输入输出格式有严格要求时，应求时，应保持保持输入格式与输入语句的要求的输入格式与输入语句的要求的一一致性致性；(9)(9)给所有的输出加注解，并设计输出报表格式给所有的输出加注解，并设计输出报表格式。输入输出风格还受到许多其它因素的影输入输出风格还受到许多其它因素的影响。如输入输出设备响。如输入输出设备(例如终端的类型，图形例如终端的类型，图形设备，数字化转换设备等设备，数字化转换设备等)、用户的熟练程度、用户的熟练程度、以及通信环境等。以及通信

32、环境等。编码的风格编码的风格(1)(1)讨论效率的准则讨论效率的准则 程序的效率是指程序的执行速度及程序所需占程序的效率是指程序的执行速度及程序所需占用的内存的存储空间。用的内存的存储空间。程序编码是最后提高运行速度和节省存储的机程序编码是最后提高运行速度和节省存储的机会，因此在此阶段不能不考虑程序的效率。会，因此在此阶段不能不考虑程序的效率。q程序效率程序效率编码的风格编码的风格v效率是一个效率是一个性能要求性能要求，应当在，应当在需求分析阶段给需求分析阶段给出出。软件效率以需求为准，不应以人力所及为准。软件效率以需求为准，不应以人力所及为准v好的设计可以提高效率好的设计可以提高效率v程序的

33、效率与程序的简单性相关程序的效率与程序的简单性相关v注意：任何对效率无重要改善，且对程序的简注意：任何对效率无重要改善，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单性、可读性和正确性不利的程序设计方法都是不可取的不可取的讨论程序效率的几条准则讨论程序效率的几条准则编码的风格编码的风格(2)(2)算法对效率的影响算法对效率的影响 源程序的效率与详细设计阶段确定的算法的源程序的效率与详细设计阶段确定的算法的效率直接有关。在详细设计翻译转换成源程序代效率直接有关。在详细设计翻译转换成源程序代码后，码后，算法效率算法效率反映为程序的执行速度和存储容反映为程序的执行速度和存储容量的要求。量的

34、要求。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：1)1)在编程序前，尽可能化简有关的算术表达式和在编程序前，尽可能化简有关的算术表达式和逻辑表达式；逻辑表达式；2)2)仔细检查算法中的嵌套的循环，尽可能将某些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环外面；语句或表达式移到循环外面；编码的风格编码的风格3)3)尽量避免使用多维数组；尽量避免使用多维数组；4)4)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；5)5)采用采用“快速快速”的算术运算；的算术运算；6)6)不要混淆数据类型，避免在表达式中出现类型不要混淆数据类型，避免在表达式中出现类型混

35、杂；混杂；7)7)尽量采用整数算术表达式和布尔表达式；尽量采用整数算术表达式和布尔表达式；8)8)选用等效的高效率算法；选用等效的高效率算法；许多编译程序具有许多编译程序具有“优化优化”功能，可以功能，可以自动生成自动生成高效率的目标代码。高效率的目标代码。编码的风格编码的风格(3)(3)影响存储器效率的因素影响存储器效率的因素 在大中型计算机系统中，存储限制不再是主在大中型计算机系统中，存储限制不再是主要问题。在这种环境下，对内存采取基于操作系要问题。在这种环境下，对内存采取基于操作系统的分页功能的虚拟存储管理。统的分页功能的虚拟存储管理。存储效率与操作存储效率与操作系统的分页功能直接有关。

36、系统的分页功能直接有关。采用结构化程序设计，将程序功能合理分块，采用结构化程序设计，将程序功能合理分块，使每个模块或一组密切相关模块的程序体积大小使每个模块或一组密切相关模块的程序体积大小与每页的容量相匹配，可减少页面调度，减少内与每页的容量相匹配，可减少页面调度，减少内外存交换，提高存储效率。外存交换，提高存储效率。例子：例子：200个整数，共分配到个整数，共分配到3页内存，第一页存放程序。页内存，第一页存放程序。FOR i:=1 to 100 DO FOR j:=1 to 100 DO FOR j:=1 to 100 DO FOR i:=1 to 100 DO Ai,j:=0;Ai,j:=

37、0;行主序：行主序：50次缺页；列主序，次缺页；列主序，5000次缺页次缺页编码的风格编码的风格 在微型计算机在微型计算机/嵌入式系统中，存储器的容嵌入式系统中，存储器的容量对软件设计和编码的制约很大。因此要选择可量对软件设计和编码的制约很大。因此要选择可生成较短目标代码且存储压缩性能优良生成较短目标代码且存储压缩性能优良的的编译程编译程序序，有时需采用汇编程序。，有时需采用汇编程序。提高存储器效率的关键是程序的简单性提高存储器效率的关键是程序的简单性。编码的风格编码的风格(4)(4)影响输入输出的因素影响输入输出的因素 输入输出可分为两种类型：输入输出可分为两种类型：v 面向人面向人(操作员

38、操作员)的输入输出的输入输出v 面向设备的输入输出面向设备的输入输出1)1)如果如果操作员操作员能够十分方便、简单地录入输入数据，能够十分方便、简单地录入输入数据，或者能够十分直观、一目了然地了解输出信息，则或者能够十分直观、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。可以说面向人的输入输出是高效的。编码的风格编码的风格2)2)关于关于面向设备面向设备的输入的输入/输出，可以提出一些提高输出，可以提出一些提高输入输入/输出效率的指导原则输出效率的指导原则v输入输入/输出的请求应当最小化；输出的请求应当最小化；v对于所有的输入对于所有的输入/输出操作，安排适当的缓输出操作，安排适当

39、的缓冲区，以减少频繁的信息交换。冲区，以减少频繁的信息交换。v对辅助存储对辅助存储(例如磁盘例如磁盘)，选择尽可能简单的，选择尽可能简单的，可接受的存取方法；可接受的存取方法；编码的风格编码的风格v对辅助存储的输入对辅助存储的输入/输出，应当成块传送；输出，应当成块传送；v对终端或打印机的输入对终端或打印机的输入/输出，应考虑设备特性，输出，应考虑设备特性，尽可能改善输入尽可能改善输入/输出的质量和速度；输出的质量和速度；v任何不易理解的，对改善输入任何不易理解的，对改善输入/输出效果关系不输出效果关系不大的措施都是不可取的；大的措施都是不可取的；v任何不易理解的所谓任何不易理解的所谓“超高效

40、超高效”的输入的输入/输出是输出是毫无价值的。毫无价值的。编码的风格编码的风格编码语言编码语言程序设计语言的发展程序设计语言的发展面向机面向机器的语言器的语言高级语言高级语言(第第3代代)甚高级甚高级语言语言机器语言机器语言(第第1代代)汇编语言汇编语言(第第2代代)结构结构语言语言基础基础语言语言面向面向对象对象语言语言第第4代代语言语言FORTRANCOBOLBASICPASCALCAdaC+JavaSQL报表生成适用各类应用领域的语言适用各类应用领域的语言 年代年代应用领域应用领域主要语言主要语言其他语言其他语言20世世 纪纪 60年年代代商业商业COBOLAssembler科学计算科学

41、计算FORTRANALGOL、BASIC、APL系统系统AssemblerForth人工智能人工智能LISPSNOBOL现代现代商业商业COBOL、C+、Java、电子表格电子表格C、PL/1科学计算科学计算FORTRAN、C、C+、JavaBASIC系统系统C、C+、JavaAda、Modula人工智能人工智能LISP、Prolog编码语言编码语言可从如下方面比较程序设计语言：可从如下方面比较程序设计语言：(1)(1)软件心理学观点：影响程序员心理的语言特性软件心理学观点：影响程序员心理的语言特性(2)(2)软件工程的观点：对于程序编码的工程上的要求软件工程的观点：对于程序编码的工程上的要求

42、详细设计能够容易的翻译成代码详细设计能够容易的翻译成代码源程序可移植性源程序可移植性编译程序高效率编译程序高效率尽可能利用代码自动生成工具尽可能利用代码自动生成工具可维护性可维护性(3)(3)程序设计语言的技术性能：模块化、数据结构能程序设计语言的技术性能：模块化、数据结构能力力编码语言编码语言选择语言的重要的考虑因素选择语言的重要的考虑因素(1)应用领域应用领域;(2)算法和计算复杂性算法和计算复杂性;(3)软件运行环境软件运行环境;(4)用户需求中关于性能方面的需要（可移植性、用户需求中关于性能方面的需要（可移植性、可靠性、系统响应时间等）可靠性、系统响应时间等）;(5)数据结构的复杂性数

43、据结构的复杂性;(6)软件开发人员的知识水平软件开发人员的知识水平;(7)可用的编译器与交叉编译器。可用的编译器与交叉编译器。编码语言编码语言选择高级程序设计语言选择高级程序设计语言 高级语言明显优于汇编语言，因此，除了在高级语言明显优于汇编语言，因此，除了在很特殊的应用领域很特殊的应用领域(例如，对程度执行时间和使例如，对程度执行时间和使用的空间都有很严格限制的情况；需要产生任意用的空间都有很严格限制的情况；需要产生任意的甚至非法的指令序列；体系结构特殊的微处理的甚至非法的指令序列；体系结构特殊的微处理机，以致在这类机器上通常不能实现高级语言编机，以致在这类机器上通常不能实现高级语言编译程序

44、译程序)，或者大型系统中执行时间非常关键的，或者大型系统中执行时间非常关键的(或直接依赖于硬件的或直接依赖于硬件的)一小部分代码需要用汇编一小部分代码需要用汇编语言书写之外，语言书写之外，其他程序应该一律用高级语言书其他程序应该一律用高级语言书写。写。编码语言编码语言 为了使程序容易测试和维护以减少生命周期为了使程序容易测试和维护以减少生命周期的总成本，的总成本，选用的高级语言应该有选用的高级语言应该有理想的模块化理想的模块化机制机制，以及，以及可读性好的可读性好的控制结构和数据结构控制结构和数据结构；为；为了便于调试和提高软件可靠性，语言特点了便于调试和提高软件可靠性，语言特点应该使应该使编

45、译程序能够尽可能多地发现程序中的错误编译程序能够尽可能多地发现程序中的错误；为；为了降低软件开发和维护的成本，选用的语言了降低软件开发和维护的成本，选用的语言应该应该有良好的独立编译机制。有良好的独立编译机制。选择高级语言的要求选择高级语言的要求编码语言编码语言程序设计支持环境程序设计支持环境(PSE)q现今编程过程大多在一组现今编程过程大多在一组CASE工具的支持下进行工具的支持下进行,这组工具这组工具辅助完成编辑、编译、调试、项目管理等一系列任务辅助完成编辑、编译、调试、项目管理等一系列任务,人们称人们称这组工具构成一个程序设计支持环境这组工具构成一个程序设计支持环境(PSE),一个富有吸

46、引力一个富有吸引力的的PSE应具备下列特性应具备下列特性:通用性通用性适用于不同的语言、不同的应用领域和开发方适用于不同的语言、不同的应用领域和开发方法法;适应性适应性能通过开关设置配制出满足不同需要的能通过开关设置配制出满足不同需要的PSE实实例例;开放性开放性能方便地增加新工具能方便地增加新工具;支持重用支持重用能支持可重用模块的存储、索引和查找能支持可重用模块的存储、索引和查找;自控性自控性保证自身操作的正确和协调保证自身操作的正确和协调;自带数据库自带数据库提供数据库机制存储、管理已开发的软件提供数据库机制存储、管理已开发的软件产品产品;保证质量保证质量有助于提高所开发软件的质量有助于

47、提高所开发软件的质量;吸引用户吸引用户用户愿意使用用户愿意使用;具有市场竞争力具有市场竞争力PSE能真正提高软件生产力。能真正提高软件生产力。本章小结本章小结q编程就是将软件设计的结果用某种程序设计语言编程就是将软件设计的结果用某种程序设计语言描述出来，因此所选择的语言应尽量自然地支持描述出来，因此所选择的语言应尽量自然地支持软件设计方法，适合于所求解问题的领域。软件设计方法，适合于所求解问题的领域。q此外，编程时应综合考虑时空特性，理解、测试此外，编程时应综合考虑时空特性，理解、测试与维护程序的便利等因素。与维护程序的便利等因素。q本章概要介绍了编程语言、编程准则、编程风格本章概要介绍了编程语言、编程准则、编程风格以及支持程序设计的环境。以及支持程序设计的环境。