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第六章 软件设计基础 【本章内容】 6.1 算法与程序 6.2 Alice程序设计初步 *6.3 数据结构 *6.4 软件工程（自学） 6.1 算法与程序 程序=算法+数据结构 1、算法的基本概念 算法就是解决问题的方法和步骤。 算法的特征： 可行性 确定性 有穷性 输入 输出 2、算法的表示 自然语言 传统流程图 N-S图 伪代码 计算机程序设计语言 流程图：描述算法的图形工具，即用一些约定的几何图形来描述算法。 三种基本结构：顺序、选择、循环。 顺序结构 选择结构 当型循环 直到型循环 N-S图与传统的流程图相比，N-S图不带有流程线，整个算法完全写在一个大矩形框中。 例：求y/x之值的算法流程图 伪代码 Begin Read(x,y) If x=0 write(出错信息) Else { y/x→z Write(z) } End C程序 #include stdio.h void main( ) {float x,y,z; /*类型说明*/ scanf(%f%f,x,y); if(x==0) printf(Data error!\n); else { z=y/x; printf(z=%f\n,z); } } VFP程序 input to x input to y if(x=0) ?Data error! else z=y/x; ?z=,z endif return 例3 用传统流程图描述求1+2+3+…+100之和的算法。如图所示。 3、算法设计的基本方法： 列举法 归纳法 递归法 分治法 回溯法 4、算法的评价： 正确性、可读性、健壮性、复杂性。 5、程序与程序设计语言 程序是使用程序设计语言编写的完成一定任务的有序指令序列。 程序设计语言是人和计算机都能识别的特定语言。编写程序的工作称为程序设计。 程序设计语言的分类 机器语言 汇编语言 高级语言 面向过程语言如：BASIC、FORTRAN、PASCAL、C语言等。 面向对象语言与可视化语言如：VISUAL BASIC、VISUAL FOXPRO、 DELPHI、VC++、JAVA等。 3）语言的翻译 用高级语言编写的程序叫做高级语言源程序,必须翻译成机器语言目标程序才能被计算机执行。 汇编程序:源语言是汇编语言，目标语言是机器语言，则翻译程序称为汇编程序。 编译程序:源语言是高级语言，目标语言是机器语言/汇编语言，则翻译程序称为编译程序。 解释程序:解释程序是另一类翻译程序，它同时处理源程序和数据,对源程序解释执行而不生成目标程序。 高级语言的两种翻译方式比较 6.2 Alice程序设计初步 1、Alice系统简介 Alice系统是一个以学习者为中心，支持面向对象程序设计的三维虚拟动画教学系统。有以下特点： 具有高级语言的特征； 可视化的面向对象程序设计； 三维虚拟动画设计； 2、面向对象的基本概念 1）对象（object）是面向对象程序设计的核心，可泛指现实世界中具体的人、事、物。对象拥有属性与方法。 2）类（class）是创建对象实例的模板，是同种对象的集合与抽象，它包含所创建对象的属性描述和行为特征的定义。 3）属性：用来表示类或对象的静态特征。 4）方法：类或对象能完成的行为与操作。Alice中常见的方法有move、turn等。 3、程序设计的一般过程 1）问题描述 2）算法设计 3）代码编制 4）调试运行 5）编写程序文档 4、常量、变量与表达式 1）常量：在运算过程中保持不变的值；例如数值型常量 123，字符串常量“hello”，逻辑型常量ture或false等等。 2）变量：没有固定值，可以改变的数；变量三要素：变量名、变量类型、变量值。 例如C语言中赋值语句：x=6; 3）表达式：用运算符将常量、变量和函数连接起来的式子。 算术表达式 例如：+ - * / 关系表达式 例如： = = == != 逻辑表达式：运算结果只有Ture（真）和False（假） 例如：and（与）or（或）not（非） 5、程序结构——顺序执行与同步执行 顺序执行结构（Do in order）：是指按顺序执行指令。 同步执行结构（Do together）