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第6章 详细设计 6.1 结构程序设计 6.2 人机界面设计 6.3 过程设计的工具 6.4 面向数据结构的设计方法 6.5 程序复杂程度的定量度量 6.6 小结 习题 6.1 结构程序设计 结构程序设计的概念最早由E.W.Dijkstra提出。 只用3种基本的控制结构就能实现任何单入口单出口的程序。这3种基本的控制结构是“顺序”、“选择”和“循环”，它们的流程图分别为图6.1(a)，6.1(b)和6.1(c)。 6.1 3种基本的控制结构 结构程序设计的经典定义如下所述：“如果一个程序的代码块仅仅通过顺序、选择和循环这3种基本控制结构进行连接，并且每个代码块只有一个入口和一个出口，则称这个程序是结构化的。” 下述的结构程序设计的定义可能更全面一些：“结构程序设计是尽可能少用GO TO语句的程序设计方法。最好仅在检测出错误时才使用GO TO语句，而且应该总是使用前向GO TO语句。” 为了实际使用方便起见，还允许使用DO-UNTIL和DO-CASE两种控制结构. 图6.2 其他常用的控制结构 6.2人机界面设计6.2.1 设计问题 1. 系统响应时间 系统响应时间指从用户完成某个控制动作(例如，按回车键或点击鼠标)，到软件给出预期的响应(输出信息或做动作)之间的这段时间。 系统响应时间有两个重要属性，分别是长度和易变性。 易变性指系统响应时间相对于平均响应时间的偏差，在许多情况下，这是系统响应时间的更重要的属性。 2. 用户帮助设施 常见的帮助设施可分为集成的和附加的两类。 集成的帮助设施从一开始就设计在软件里面。 附加的帮助设施是在系统建成后再添加到软件中的，在多数情况下它实际上是一种查询能力有限的联机用户手册。 集成的帮助设施优于附加的帮助设施。 具体设计帮助设施时，必须解决下述的一系列问题。 (1) 在用户与系统交互期间，是否在任何时候都能获得关于系统任何功能的帮助信息? (2) 用户怎样请求帮助? (3) 怎样显示帮助信息?有3种选择：在独立的窗口中，指出参考某个文档(不理想)和在屏幕固定位置显示简短提示。 (4) 用户怎样返回到正常的交互方式中?有两种选择：屏幕上的返回按钮和功能键。 (5) 怎样组织帮助信息?有3种选择：平面结构，信息的层次结构和超文本结构。 3. 出错信息处理 出错信息和警告信息，是出现问题时交互式系统给出的“坏消息”。 一般说来，交互式系统给出的出错信息或警告信息，应该具有下述属性。 (1) 信息应该用用户可以理解的术语描述问题。 (2) 信息应该提供有助于从错误中恢复的建设性意见。 (3) 信息应该指出错误可能导致哪些负面后果(例如，破坏数据文件)，以便用户检查是否出现了这些问题，并在确实出现问题时及时解决。 (4) 信息应该伴随着听觉上或视觉上的提示， (5) 信息不能带有指责色彩， 4. 命令交互 在提供命令交互方式时，必须考虑下列设计问题。 (1) 是否每个菜单选项都有对应的命令? (2) 采用何种命令形式?有3种选择：控制序列(例如，Ctrl+P)，功能键和键入命令。 (3) 学习和记忆命令的难度有多大?忘记了命令怎么办? (4) 用户是否可以定制或缩写命令? 6.2.2 设计过程 用户界面的评估周期如下所述：完成初步设计之后就创建第一级原型；用户试用并评估该原型，直接向设计者表述对界面的评价；设计者根据用户意见修改设计并实现下一级原型。上述评估过程持续进行下去，直到用户感到满意，不需要再修改界面设计时为止。 6.2.3 人机界面设计指南 下面介绍3类人机界面设计指南。 一般交互指南 2. 信息显示指南 3. 数据输入指南 6.3 过程设计的工具 6.3.1 程序流程图 图6.3（见书115页）中列出了程序流程图中使用的各种符号。 程序流程图的主要缺点如下： (1) 程序流程图本质上不是逐步求精的好工具，它诱使程序员过早地考虑程序的控制流程，而不去考虑程序的全局结构。 (2) 程序流程图中用箭头代表控制流，因此程序员不受任何约束，可以完全不顾结构程序设计的精神，随意转移控制。 (3) 程序流程图不易表示数据结构。 6.3.2 盒图(N-S图) Nassi和Shneiderman提出了盒图，又称为N-S图。它有下述特点： (1) 功能域(即，一个特定控制结构的作用域)明确，可以从盒图上一眼就看出来。 (2) 不可能任意转移控制。 (3) 很容易确定局部和全程数据的作用域。 (4) 很容易表现嵌套关系，也可以表示模块的层次结构。 图6.4 盒图的基本符号 6.3.3 PAD图 PAD是问题分析图(problem analysis diagram)的英文缩写， 它用树形结构来表