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作者李燕,李振宏,耿焕同主编
出版社江苏大学出版社
ISBN9787568413855
出版时间2020-09
装帧平装
开本16开
定价52元
货号10080531
上书时间2024-12-20
第一章 概述
1. 1计算机程序与程序设计语言
l. 1. 1程序和程序设计
计算机程序(Computer Program)是指一组指示计算机或其他具有信息处理能力装置每一步动作的指令,通常用某种程序设计语言编写,运行于某种目标体系结构上。例如,一个程序的源代码就像一个用汉字(程序设计语言)写下的红烧肉烧制工艺(程序源代码),用于指导懂汉语(编译器)同时也会烹饪手法(体系结构)的人来做这道菜(程序)。通常,以英文文本为基础的计算机程序要经过编译和链接而成为一种人们不易看清而计算机可解读的一连串数字的格式,然后在计算机上运行。程序设计的目的是利用计算机对现实问题进行求解。
计算机科学家、图灵奖获得者尼古拉斯·沃斯(.Niklaus Wirth)教授对程序进行了经典定义:
程序=算法+数据结构
此公式揭示了程序的本质。随着软件产业的迅猛发展和软件开发工程化进程的加快,程序与软件开发环境的关系越来越紧密,开发工具的选择对程序的开发效率有重大的影响,有时会取得事半功倍的效果。因此,人们对程序的定义进行了扩充:
程序=算法+数据结构+开发环境
本书重点讨论c语言开发环境,而不是复杂的算法和数据结构,目的是让读者利用c语言设计简单程序,建立与计算机之间的会话交流,培养读者的编程思想和程序设计能力。
程序的设计并不是完全凭借“感觉”或是经验来完成的,程序设计的过程需要依据一定的程序设计原理和原则,以及依此提出的设计方法和技术。这就是程序设计方法学所要解决的问题和研究的对象。程序设计方法学的发展、软件的发展以及编程语言的发展三者之间有着密切的关系,通过对其进行研究,可不断地提高编程人员的程序设计水平,丰富编程人员的思维方法;问题求解规模和复杂性大大地促进了程序设计技术的发展,而程序设计水平的提高也推动着程序设计方法学这一学科的不断发展。 从学科定义来说,程序设计方法学的目标是设计出可靠、高效、易读且代价合理的程序。更通俗地说,程序设计方法学的最基本目标是通过对程序本质属性的研究,说明什么样的程序是一个“优秀”的程序,怎样才能设计出“优秀”的程序。
程序设计方法大致经历了手工作坊式、结构化、模块化、面向对象等程序设计阶段。
c语言程序主要是根据结构化程序设计思想和方法来设计程序的。
1.1.1.1 结构化程序设计的思想
1966年,计算机科学家Bohm和Jacopini证明了这样的事实:任何简单或复杂的算法都可以由顺序结构、选择结构和循环结构组合而成。因此,这3种结构就被称为程序设计的3种基本结构,也是结构化程序设计必须采用的结构。
结构化程序设计的基本思想:采用“自顶向下,逐步求精”的程序设计方法和“单人口单出口”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出发,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;“单人口单出口”的思想认为,如果一个复杂的程序仅由顺序、选择和循环3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“单人口单出口”的程序,据此很容易就能编写出结构良好、易于调试的程序。
1.1.1.2结构化程序设计的方法
1969年,迪克斯特拉(E.w.Dijkstra)提出了结构化程序设计方法,即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,使完成每一个模块的工作变得简单且明确,这为设计一些较大的软件打下了良好的基础。
如何编写程序才算符合结构化程序设计方法呢?按照1974年世界著名科学家D.Gries教授的分析,结构化程序设计应包括以下8个方面的内容:
①结构化程序设计是指导人们编写程序的一般方法。
②结构化程序设计是一种避免使用goto语句的程序设计。
③结构化程序设计是“自顶向下,逐步求精”的程序设计。
④结构化程序设计把任何大规模和复杂的流程图转换为标准形式和少数基本而又标准的控制逻辑结构(顺序、选择、循环)。
⑤结构化程序设计是一种组织和编写程序的方法,利用它编写的程序容易理解和修改。
⑥结构化程序设计是控制复杂性的整个理论和训练方法。
⑦结构化程序的一项主要功能是使得正确性的证明容易实现。
⑧结构化程序设计将任何大规模和复杂的流程图转换为一种标准形式,使它们能够用几种标准形式的控制结构通过重复和嵌套来表示。
1.1.1.3结构化程序设计的特征
简单地说,结构化程序设计有以下特征:
(1)模块化
把一个较大的程序划分为若干个函数或子程序,每一个函数或子程序总是独立成为一个模块;每一个模块又可继续划分为更小的子模块;程序具有一种层次结构。
运用这种编程方法时,必须先对问题进行整体分析,避免想到哪里写到哪里。
(2)层次化
先设计第1层(即顶层),然后逐层细分,逐步求精,直到整个问题可用程序设计语言具体明确地描述出来为止……
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