第14讲 软件实现 编码ppt课件.ppt

2023/1/15,0,软件工程,第14讲实现-软件编码,2023/1/15,1,软件的详细设计完成，就表示完成了软件的过程性的描述，进入软件编码阶段。,在软件生命期中，程序经常需要被人阅读和理解，如何提高程序的可读性（Readability）？使程序“简单”和“清晰”，进而使程序具有良好的可靠性、可维护性，这是非常重要的。,编码（Coding）阶段的任务简单说，是为每个模块编写程序。即是将详细设计的结果转换为用某种计算机语言写的程序源程序代码。,引言,2023/1/15,2,本单元不是介绍如何编写程序，而是从如何提高软件的质量和可维护性的角度，讨论在编码阶段所要解决的主要问题：程序设计语言的特性及选择的原则 编码风格,引言,2023/1/15,3,引言,编程的工作包括哪些？“学什么编程语言最好？”没有最好的，只有最适合的？团队项目你们选用了哪种编程语言？你是怎么写程序的？如何协作编程？,2023/1/15,4,本章要点,一、关于编码的一些理念二、编程语言的选择三、编码标准和规范四、程序效率,2023/1/15,5,什么是软件编码？Programming?Coding一种观点软件编码是将软件设计模型机械地转换成源程序代码，这是一种低水平的、缺乏创造性的工作。软件程序员是所谓的“软件蓝领”。问题:你是否认同这种观点？如果不认同，你如何看待软件编码？,关于编码的一些理念,2023/1/15,6,工作计划是行政活动中使用范围很广的重要公文，也是应用写作的一个重头戏。机关、团体、企事业单位的各级机构，对一定时期的工作预先作出安排和打算时，都要制定工作计划，用到“工作计划”这种公文。下面是小编整理的酒店前台月工作计划范例，欢迎大家阅读！酒店前台月工作计划范例一、加强员工的业务培训，提高员工的综合素质前厅部的每一位成员都是酒店的形象窗口，不仅整体形象要能接受考验，业务知识与服务技巧更是体现一个酒店的管理水平，要想将业务知识与服务技巧保持在一个基础之上，必须抓好培训工作，如果培训工作不跟上，很容易导致员工对工作缺乏热情与业务水平松懈，因此，本职计划每月根据员工接受业务的进度和运用的情况进行必要的每周一次培训，培训方式主要是偏向授课与现场模拟。同时在每月5日前向总办与人力资源部上交上月的培训总与本月的培训计划进行监督。二、加强员工的销售意识和技巧，提高入住率酒店经过了十九年的风风雨雨，随着时间的逝去酒店的硬件设施也跟着陈旧、老化，面对江门的酒店行业市场，竞争很激烈，也可说是任重道远。因酒店的硬件设施的陈旧、老化，时常出现工程问题影响对客的正常服务，对于高档次的客,什么是软件编码？Professional Programmer Software Engineer正确观点 软件编码是一个复杂而迭代的过程，包括 程序设计和程序实现。软件编码要求 正确地理解用户需求和软件设计思想 正确地根据设计模型进行程序设计 正确地而高效率地编写和测试源代码软件编码是设计的继续，会影响软件质量 和可维护性。软件编码要考虑重用和重构,关于编码的一些理念,2023/1/15,7,软件编码的工作程序设计 理解软件的需求说明和设计模型 补充遗漏的或剩余的详细设计 设计程序代码的结构设计审查检查设计结果记录发现的设计缺陷（类型、来源、严重性）编写代码应用编码规范进行代码编写所编写代码应该是易验证的,关于编码的一些理念,2023/1/15,8,软件编码的工作代码走查确认所写代码完成了所要求的工作发现的代码缺陷（类型、来源、严重性）编译代码修改代码的语法错误测试所写代码对代码进行单元测试调试代码修改错误,关于编码的一些理念,2023/1/15,9,程序员应具备的能力？基础知识英语的功底数学基础（算法分析与设计）计算机科学基础知识基本技能认识事务的能力（抽象、模型、结构、层次）做事的逻辑性和条理性沟通技能、演讲技巧和团队协作能力学习新知识和新技术的能力职业化训练和实践经验,关于编码的一些理念,2023/1/15,10,本章要点,一、关于编码的一些理念二、编程语言的选择三、编码标准和规范四、程序效率,2023/1/15,11,问题,在哪个阶段选择编程语言？是需求阶段确定还是在设计阶段确定，主要看客户有无具体编程环境要求。如果客户提出：在Linux和Windows系统上都能运行，则不能VC+,VB.net等语言。若采用Linux做服务器，那就不能采用ASP语言作为后台程序的开发语言。可选Java和PHP.我们要对程序语言本身的特点进行了解,2023/1/15,12,程序语言的分类从计算机发展角度：分为代代：机器语言代：汇编语言代：高级程序设计语言,C,C+,Java代：查询语言和程序生成器，最广泛的是数据库查询语言，例如；,编程语言的选择,2023/1/15,13,程序语言的分类从应用角度：脚本语言汇编语言面向过程的高级语言面向对象的高级语言。,编程语言的选择,2023/1/15,14,一、脚本语言：以简单的方式快速完成复杂任务。语法结构简单，使用方便。不需要编译。运行效率略显不足。代表：JavaScript:由Netscape开发，在客户机上执行，专门为制作Web网页而量身定做。PHP:是一种HTML内嵌式语言。是在服务器端执行的嵌入HTML文档的脚本语言。其风格类似于语言。被许多网站编程人员采用。Perl：用来完成大量不同任务的脚本语言。例如，打印报告，将一个文本文件转换成另一种格式。能在绝大多数操作系统环境下运行。,编程语言的选择,2023/1/15,15,二、面向过程的高级语言特点：具有很强的过程功能和数据结构功能，并提供结构化的逻辑构造。代表：PASCAL、PL/1、C,编程语言的选择,2023/1/15,16,三、面向对象的高级语言,编程语言的选择,Smalltalk 首先实现真正的面向对象的程序设计，支持程序部件的“可复用性”。C+既融合了面向对象的能力，又与C语言兼容，保留了C的许多重要特性。维护了大量已开发的C库、工具及C源程序的完整性。代表：Turbo C+；Borland C+；Microsoft C+Java 是一种简单的面向对象的分布式的语言。功能强大、高效安全，与结构无关，易于移植，是多线程的动态语言。增加了Objective C的扩充，提供更多的动态解决办法。,2023/1/15,17,如何选择程序设计语言？关系到程序的效率和质量。应根据软件系统的应用特点，语言的内在特点等选择程序设计语言。,(1)项目的应用领域:应尽量选取适合某个应用领域的语言。(2)算法和计算复杂性：要根据不同语言的特点，选取能够适应软件项目算法和计算复杂性的语言。(3)软件的执行环境：要选取机器上能运行且具有相应支持软件的语言。,编程语言的选择,一、语言选择的一般准则,2023/1/15,18,(4)性能因素：应结合工程具体性能来考虑,例如实时系统要求速度，就应选择汇编语言。(5)数据结构的复杂性：要根据不同语言构造数据结构类型的能力选取合适的语言。(6)软件开发人员的知识水平以及心理因素。知识水平包括:专业知识，程序设计能力。心理因素：如对某种语言或工具的熟悉程度。受外界的影响（盲目追求高、新）。,编程语言的选择,2023/1/15,19,本章要点,一、关于编码的一些理念二、编程语言的选择三、编码标准和规范四、程序效率,2023/1/15,20,在软件生命期中，程序经常需要被人阅读和理解，如何提高程序的可读性（Readability）？使程序“简单”和“清晰”，进而使程序具有良好的可靠性、可维护性，这是非常重要的。,编码标准和规范,2023/1/15,21,编码标准和规范,标准是建立起来和必须遵守的规则规范是建议最佳做法，推荐更好方式。例如注释变量格式文件目录约定,2023/1/15,22,编码标准和规范,作为一个开发团队，没有一套规范，大家就会各自为政，为了提高代码质量，不仅需要有很好的程序设计风格，而且需要大家遵守一致的编程规范。,2023/1/15,23,编码的风格程序实际上也是一种供人阅读的文章，有一个文章的风格问题。应该使程序具有良好的风格。从20世纪70年代以来，编码的目标从强调效率转变为强调清晰。与此相应，编码的风格从追求“聪明”和“技巧”，变为提倡“简明”和“直接”。人们逐渐认识到，良好的编码风格能在一定程度上弥补语言存在的缺点，反之，不注意风格，即使使用了结构化的现代语言，也很难写出高质量的程序。当多个程序员合作编写一个大的程序时，尤其需要强调良好的和一致的风格，以利于相互通信，减少因不协调而引起的问题。,编码标准和规范,2023/1/15,24,编码标准和规范,编码的风格,2023/1/15,25,、使用标准的控制结构结构化程序设计主要包括两方面：在编写程序时，使用几种基本控制结构，通过组合嵌套，形成程序的控制结构。尽可能避免使用GOTO语句。在程序设计过程中，尽量采用自顶向下和逐步细化的原则，由粗到细，一步步展开。,编码标准和规范,编码的风格,2023/1/15,26,编码标准和规范,、使用标准的控制结构禁止使用GOTO（C 语言）语句。用IF 语句来强调只执行两组语句中的一组，禁止ELSE GOTO和ELSE RETURN。避免从循环中引出多个出口，应保留函数（方法）只有一个出口。问题：以下示例有什么问题？如何修改？p=(char*)malloc(300);if(cond1 0)strcpy(p,str);else return;free(p);,编码的风格,2023/1/15,27,、源程序文档化标识符的命名 安排注释 程序的视觉组织,编码的风格,编码标准和规范,2023/1/15,28,、源程序文档化标识符的命名符号名即标识符，包括模块名、变量名、常量名、数据区名以及缓冲区名等。这些名字应能反映它所代表的实际东西，应有一定实际意义。例如，表示次数的量用Times，表示总量的用Total，表示平均值的用Average，表示和的量用Sum等。,编码的风格,编码标准和规范,2023/1/15,29,、源程序文档化标识符的命名名字不是越长越好，应当选择精炼的意义明确的名字。必要时可使用缩写名字，但这时要注意缩写规则要一致，并且要给每一个名字加注释。同时，在一个程序中，一个变量只应用于一种用途。例如，在一个程序中定义了一个变量temp，它在程序的前半段代表“Temperature”,在程序的后半段则代表“Temporary”，这使程序阅读者不知所措。,编码标准和规范,编码的风格,2023/1/15,30,、源程序文档化标识符的命名通用规则：标识符的命名应当直观，可以望文知义。长度符合最小长度下的最大信息。变量名应当使用“名词”或“形容词+名词”函数名应当使用“动词”或者“动词+名词”的形式类和接口名首字母要大写常量名全大写，在单词间用单下划线分隔变量名和参数名第一个单词首字母小写，而后面的单词首字母大写。,编码的风格,编码标准和规范,2023/1/15,31,、源程序文档化标识符的命名命名规则规范举例（1）类名和接口名 class CourseOffering;interface Storing;(2)常量名 public static final int MAX_VALUE=10;（3）全局变量 int g_numStudents;,编码标准和规范,编码的风格,2023/1/15,32,(4)局部变量名 float myWidth;一般禁止使用单字符变量名，局部循环可以使用。比如：int i,j,k;,编码的风格,编码标准和规范,2023/1/15,33,、源程序文档化程序的注释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。注释决不是可有可无的。一些正规的程序文本中，注释行的数量占到整个源程序的13到12，甚至更多。注释分为序言性注释和功能性注释。,编码的风格,编码标准和规范,2023/1/15,34,、源程序文档化程序的注释序言性注释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，对于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确而严格的规定，要求程序编制者逐项列出。,编码标准和规范,编码的风格,2023/1/15,35,程序头的注释模板/*Copyright 2003-2008 xxx公司技术开发部*创建人：xx*日期：xxxxxxxx*修改人：xx*日期：xxxxxxxx*描述：*版本：*/,序言性注释举例,编码标准和规范,2023/1/15,36,下面是一个描述程序开头的功能及其他程序接口的例子/*模块功能：寻找两条直线的交点。*模块名称：FindDPT*代码编写者：张青*版本：1.1*日期：2006.10.12*过程调用：Call FindDPT(A1,B1,C1,A2,B2,C2,XS,YS,Flag)*输入参数：A1,B1,C1,A2,B2,C2*（直线一：A1*X+B1*Y+C1=0*直线二：A2*X+B2*Y+C2=0)*输出参数：如果两条直线平行，Flag=1,否则Flag=0并且*两条直线的交点是（，）,编码标准和规范,2023/1/15,37,、源程序文档化程序的注释功能性注释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。例如，/*ADD AMOUNT TO TOTAL*/TOTAL=AMOUNTTOTAL 不好,编码标准和规范,编码的风格,2023/1/15,38,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：/*ADD MONTHLY-SALES TO ANNUAL-TOTAL*/TOTAL=AMOUNTTOTAL要点 描述一段程序，而不是每一个语句；用缩进和空行，使程序与注释容易区别；注释要正确。,编码标准和规范,编码的风格,2023/1/15,39,、源程序文档化程序的视觉组织恰当地利用空格，可以突出运算的优先性，避免发生运算的错误。例如，将表达式(A17)ANDNOT(B49)ORC写成(A17)AND NOT(B49)OR C自然的程序段之间可用空行隔开可参见相关语言编码规范,编码标准和规范,编码的风格,40,移行也叫做向右缩格。它是指程序中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层次关系。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。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。,程序的视觉组织,41,IF（）THEN IF（）THEN ELSE ENDIF ELSE ENDIF,42,3、数据说明,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风格。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。1.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 3.使用注释说明复杂数据结构,43,1、数据说明的次序应当规范化,数据说明次序规范化，使数据属性容易查找，也有利于测试，排错和维护。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，最好使其规范化，使说明的先后次序固定。,44,例如，在FORTRAN程序中数据说明次序 常量说明 简单变量类型说明 数组说明 公用数据块说明 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：整型量说明 实型量说明 字符量说明 逻辑量说明,45,2、说明语句中变量安排有序化,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。带标号的全程数据(如FORTRAN的公用块)也应当按字母的顺序排列。例如，把 integer size,length,width,cost,price写成 integer cost,length,price,size,width,46,3、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，应当使用注释来说明在程序实现时这个数据结构的固有特点。例如,对PL/1的链表结构和Pascal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。,47,4、语句结构,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。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杂化。,48,1.在一行内只写一条语句,在一行内只写一条语句，并且采取适当的移行格式，使程序的逻辑和功能变得更加明确。许多程序设计语言允许在一行内写多个语句。但这种方式会使程序可读性变差。因而不可取。,49,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；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，使其可读性变得很差。,50,FOR I:=1 TO N-1 DO/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；,51,2.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，不要刻意追求技巧性，使程序编写得过于紧凑。例如，有一个用 C 语句写出的程序段：AI=AIAT；AT=AIAT；AI=AIAT；,52,此段程序可能不易看懂，有时还需用实际数据试验一下。实际上，这段程序的功能就是交换AI和AT中的内容。目的是为了节省一个工作单元。如果改一下：WORK=AT；AT=AI；AI=WORK；就能让读者一目了然了。,53,3.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（）在除数和被除数都是整型量时，其结果只取整数部分，而得到整型量。,54,当 ij 时,i/j=0 当 ji 时,j/i=0 得到的数组 当ij时 Vij=(ij)*(ji)=0 当ij时 Vij=(ij)*(ji)=1这样得到的结果 V 是一个单位矩阵。,55,写成以下的形式，就能让读者直接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;,56,4.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。不要为了追求效率而丧失了清晰性。事实上，程序效率的提高主要应通过选择高效的算法来实现。5.首先要保证程序正确,然后才要求提高速度。反过来说，在使程序高速运行时，首先要保证它是正确的。,57,6.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 AI1AI;写成 AIAI;XAI1AI;这样将一句分成两句写，会产生意想不到的问题。,58,7.让编译程序做简单的优化。8.尽可能使用库函数9.避免不必要的转移。不用 GO TO语句。10.尽量只采用三种基本的控制结构来编写程序。,59,11.避免使用空的ELSE语句和IF THEN IF的语句。这种结构容 易使读者产生误解。例如，if(char=a)if(char=z)cout“This is a letter。”;else cout“This is not a letter。”;可能产生二义性问题。,60,12.避免采用过于复杂的条件测试。13.尽量减少使用“否定”条件的条件语句。例如，如果在程序中出现 if(!(char0|char 9)改成 if(char=0&char=9)不要让读者绕弯子想。,61,14.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。15.数据结构要有利于程序的简化。16.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。17.利用信息隐蔽，确保每一个模块的独立性。,62,18.从数据出发去构造程序。19.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，要重新组织。20.对太大的程序，要分块编写、测试，然后再集成。21.对递归定义的数据结构尽量使用递归过程。,63,5、输入和输出,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麻烦。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。,64,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，识别错误的输入，以保证每个数据的有效性；2.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；3.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；,65,4.输入数据时，应允许使用自由格式输入；5.应允许缺省值；6.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数据数目；7.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，在数据输入的过程中和输入结束时，也要在屏幕上给出状态信息；,66,8.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，并设计输出报表格式。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、以及通信环境等。,67,程序效率,讨论效率的准则(时间和空间)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。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。让我们首先明确讨论程序效率的几条准则,68,效率是一个性能要求，应当在需求分析阶段给出。软件效率以需求为准，不应以人力所及为准。好的设计可以提高效率。程序的效率与程序的简单性相关。一般说来，任何对效率无重要改善，且对程序的简单性、可读性和正确性不利的程序设计方法都是不可取的。,69,1、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效率直接有关。在详细设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容量的要求。设计向程序转换过程中的指导原则：,70,在编程序前，尽可能化简有关的算术表达式和逻辑表达式；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；尽量避免使用多维数组；尽量避免使用指针和复杂的表；采用“快速”的算术运算；,71,不要混淆数据类型，避免在表达式中出现类型混杂；尽量采用整数算术表达式和布尔表达式；选用等效的高效率算法；许多编译程序具有“优化”功能，可以自动生成高效率的目标代码。,72,2、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。存储效率与操作系统的分页功能直接有关。,73,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。,74,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的编译程序，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。,75,3、影响输入输出的因素,输入输出可分为两种类型：面向人(操作员)的输入输出 面向设备的输入输出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、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。,76,关于面向设备的输入/输出，可以提出一些提高输入/输出效率的指导原则：输入/输出的请求应当最小化；对于所有的输入/输出操作，安排适当的缓冲区，以减少频繁的信息交换。对辅助存储(例如磁盘)，选择尽可能简单的，可接受的存取方法；,