常见的程序设计方法

常见的程序设计方法及适用情况

一．常见的程序设计方法

常见的程序设计方法有：结构化程序设计、面向对象程序设计。

二．适用情况

1.结构化程序设计：

（1）产生：结构化程序设计由迪克斯特拉（E.W.dijkstra）在1969年提出，是以模块化设计为中心，将待开发的软件系统划分为若干个相互独立的模块，这样使完成每一个模块的工作变单纯而明确，为设计一些较大的软件打下了良好的基础。

（2）基本要点

1.采用自顶向下，逐步求精的程序设计方法

在需求分析，概要设计中，都采用了自顶向下，逐层细化的

2.使用三种基本控制结构构造程序

任何程序都可由顺序、选择、重复三种基本控制结构构造。

(1)用顺序方式对过程分解，确定各部分的执行顺序。

(2)用选择方式对过程分解，确定某个部分的执行条件。

(3)用循环方式对过程分解，确定某个部分进行重复的开始和结束的条件。

(4)对处理过程仍然模糊的部分反复使用以上分解方法，最终可将所有细节确定下来。（3）设计语言

C，FORTRAN，PASCAL，Ada，BASIC

（4）基本结构

顺序结构

顺序结构表示程序中的各操作是按照它们出现的先后顺序执行的。

选择结构

选择结构表示程序的处理步骤出现了分支，它需要根据某一特定的条件选择其中的一个分支执行。选择结构有单选择、双选择和多选择三种形式。

循环结构

循环结构表示程序反复执行某个或某些操作，直到某条件为假（或为真）时才可终止循环。在循环结构中最主要的是：什么情况下执行循环？哪些操作需要循环执行？循环结构的基本形式有两种：当型循环和直到型循环。

当型循环：表示先判断条件，当满足给定的条件时执行循环体，并且在循环终端处流程自动返回到循环入口；如果条件不满足，则退出循环体直接到达流程出口处。因为是"当条件满足时执行循环"，即先判断后执行，所以称为当型循环。

直到型循环：表示从结构入口处直接执行循环体，在循环终端处判断条件，如果条件不满足，返回入口处继续执行循环体，直到条件为真时再退出循环到达流程出口处，是先执行后判断。因为是"直到条件为真时为止"，所以称为直到型循环。

（5）适用情况

结构化程序设计又称为面向过程的程序设计。在面向过程程序设计中，问题被看作一系列需要完成的任务，函数（在此泛指例程、函数、过程）用于完成这些任务，解决问题的焦点集中于函数。其中函数是面向过程的，即它关注如何根据规定的条件完成指定的任务。（6）特点

结构化程序中的任意基本结构都具有唯一入口和唯一出口，并且程序不会出现死循环。

在程序的静态形式与动态执行流程之间具有良好的对应关系。

（7）优点

由于模块相互独立，因此在设计其中一个模块时，不会受到其它模块的牵连，因而可将原来较为复杂的问题化简为一系列简单模块的设计。模块的独立性还为扩充已有的系统、建立新系统带来了不少的方便，因为我们可以充分利用现有的模块作积木式的扩展。

按照结构化程序设计的观点，任何算法功能都可以通过由程序模块组成的三种基本程序结构的组合: 顺序结构、选择结构和循环结构来实现。

结构化程序设计的基本思想是采用"自顶向下，逐步求精"的程序设计方法和"单入口单出口"的控制结构。自顶向下、逐步求精的程序设计方法从问题本身开始，经过逐步细化，将解决问题的步骤分解为由基本程序结构模块组成的结构化程序框图；"单入口单出口"的思想认为一个复杂的程序，如果它仅是由顺序、选择和循环三种基本程序结构通过组合、嵌套构成，那么这个新构造的程序一定是一个单入口单出的程序。据此就很容易编写出结构良好、易于调试的程序来。

①整体思路清楚，目标明确。

②设计工作中阶段性非常强，有利于系统开发的总体管理和控制。

③在系统分析时可以诊断出原系统中存在的问题和结构上的缺陷。

（8）缺点

①用户要求难以在系统分析阶段准确定义，致使系统在交付使用时产生许多问题。

②用系统开发每个阶段的成果来进行控制，不能适应事物变化的要求。

③系统的开发周期长。

2.面向对象程序设计：

(1)产生

1967年挪威计算中心的Kisten Nygaard和Ole Johan Dahl开发了Simula67语言，它提供了比子程序更高一级的抽象和封装，引入了数据抽象和类的概念，它被认为是第一个面向对象语言。“对象”和“对象的属性”这样的概念可以追溯到20世纪50年代初，它们首先出现于关于人工智能的早期著作中。但是出现了面向对象语言之后，面向对象思想才得到了迅速的发展。汇编语言出现后，程序员就避免了直接使用0-1，而是利用符号来表示机器指令，从而更方便地编写程序；当程序规模继续增长的时候，出现了Fortran、C、Pascal 等高级语言，这些高级语言使得编写复杂的程序变得容易，程序员们可以更好地对付日益增加的复杂性。但是，如果软件系统达到一定规模，即使应用结构化程序设计方法，局势仍将变得不可控制。作为一种降低复杂性的工具，面向对象语言产生了，面向对象程序设计也随之产生。

(2)基本概念

面向对象程序设计中的概念主要包括：对象、类、数据抽象、继承、动态绑定、数据封装、多态性、消息传递。通过这些概念面向对象的思想得到了具体的体现。

(1)对象对象是运行期的基本实体，它是一个封装了数据和操作这些数据的代码的逻辑实体。

(2)类类是具有相同类型的对象的抽象。一个对象所包含的所有数据和代码可以通过类来构造。

(3)封装封装是将数据和代码捆绑到一起，避免了外界的干扰和不确定性。对象的某些数据和代码可以是私有的，不能被外界访问，以此实现对数据和代码不同级别的访问权限。(4）继承继承是让某个类型的对象获得另一个类型的对象的特征。通过继承可以实现代码的重用：从已存在的类派生出的一个新类将自动具有原来那个类的特性，同时，它还可以拥有自己的新特性。