北京化工大学：《大学计算机基础》课程电子教案（PPT教学课件）第5章 程序设计与软件工程基础

第5章 程序设计与软件开发基础 5.1程序设计概述 5.1.1几个概念 5.1.2程序的本质 5.2程序设计语言和开发环境 5.2.1程序设计语言的发展 5.2.2集成开发环境(DE) 5.3算法 5.3.1算法的概念 5.3.2算法的描述 5.3.3常用基本算法 5.4程序设计方法 5.4.1程序设计方法的发展 5.4.2结构化程序设计方法 5.4.3面向对象程序设计方法 5.5数据结构 5.5.1数据结构概述 5.5.2常用的数据结构 5.6软件工程基础 5.6.1软件工程概述 5.6.2软件开发过程 1/E8

1/38 5.1程序设计概述 5.1.1几个概念 5.1.2 程序的本质 5.2程序设计语言和开发环境 5.2.1程序设计语言的发展 5.2.2集成开发环境（IDE ） 5.3算法 5.3.1算法的概念 5.3.2算法的描述 5.3.3常用基本算法 5.4程序设计方法 5.4.1程序设计方法的发展 5.4.2结构化程序设计方法 5.4.3面向对象程序设计方法 5.5数据结构 5.5.1数据结构概述 5.5.2常用的数据结构 5.6软件工程基础 5.6.1软件工程概述 5.6.2软件开发过程 程序设计与软件开发基础 第 5 章

5.1程序设计概述 5.1.1几个概念 ·程序设计语言 ·程序设计 ·程序 239

2/38 5.1 程序设计概述 5.1.1 几个概念 程序设计语言 程序设计 程序

5.1.2程序的本质 程序包含两方面的内容： 实体 数据 数据结构 处理 操作 算法 Wirth公式：算法+数据结构=程序 程序=算法+数据结构+程序设计方法学+语言工具和环境 ◆算法：为解决一个问题而采取的方法和步骤； 。数据结构：问题中涉及到的数据对象及其相互关系和构造方法； 。程序设计方法学：从程序设计的角度考虑数据如何组织，程序结构 如何展开； ◆语言工具和环境：使用到的工具和环境。 3/38

3/38 5.1.2 程序的本质 程序包含两方面的内容： 数据 操作 算法：为解决一个问题而采取的方法和步骤； 数据结构：问题中涉及到的数据对象及其相互关系和构造方法； 程序设计方法学：从程序设计的角度考虑数据如何组织，程序结构 如何展开； 语言工具和环境：使用到的工具和环境。 程序=算法+数据结构+程序设计方法学+语言工具和环境 处理—— 实体—— ——数据结构 ——算法 Wirth公式：算法+数据结构=程序

程序设计的步骤： ◆找到问题对象，建立数据结构描述，即说明在计算机中如 何表示该对象的问题： ·建立算法，确定问题的解决需要按照什么样的步骤进行； 确定程序设计方法，即采用什么样的方法展开程序： 确定采用的语言和开发环境： 最终编写出程序代码。 4/E0

4/38 程序设计的步骤： 找到问题对象，建立数据结构描述，即说明 在计算机中如 何表示该对象的问题； 建立算法，确定问题的解决需要按照什么样的步骤进行； 确定程序设计方法，即采用什么样的方法展开程序； 确定采用的语言和开发环境； 最终编写出程序代码

5.2程序设计语言和开发环境 5.2.1程序设计语言的发展 机器语言由“0”和“1”组成的二进制数，是计算机的语言的基 汇编语言同样十分依赖于机器硬件，移植性不好，但效率仍十分高 高级语言FORTRAN、C、C+、VC、VB、JAVA 自然语言理想情况

5/38 5.2 程序设计语言和开发环境 5.2.1 程序设计语言的发展 机器语言 由“ 0”和“1”组成的二进制数，是计算机的语言的基 础 汇编语言 同样十分依赖于机器硬件，移植性不好，但效率仍十分高 高级语言 FORTRAN 、C 、C++ 、VC 、VB 、JAVA 自然语言 理想情况

1、程序设计的过程 5.2.2开发环境 #include mainO float r l; 开始 printf(“re“)片 scanf“o%f”,&r); 1=23.14159*5 编辑⊙ 源程序 文件名.c printf("L=%fn”,I return 0; 修改调试 编译 编译器 有 有错 无 目标程序文件名.obj 库函数和 链接 其他目标程序 执行⊙ 可执行 文件名.exe 不正确 结果正确 程序 正确 结束 630

6/38 5.2.2 开发环境 #include main() { float r, l; printf( “r=“ ); scanf( “%f”,&r ); l = 2*3.14159*r; printf( “L=%f\n”,l ); return 0; } 源程序 文件名.c 目标程序文件名.obj 开始 编辑 编译 有错 链接 结果正确 结束 正确 不正确 有 无 执行 可执行 程序 文件名.exe 库函数和 其他目标程序 编译器 链接器 修 改 调 试 1、程序设计的过程

2、集成开发环境(IDE) 是集源程序编辑、编译、链接、运行与调试于一体、用菜单 驱动的集成软件开发环境。 Turbo C3.0 Borland C++3.1 Microsoft Visual c++, Borland C++builder 739

7/38 2、集成开发环境(IDE) Turbo C 3.0 Borland C++ 3.1 Microsoft Visual c++, Borland C++ builder … 是集源程序编辑、编译、链接、运行与调试于一体、 用菜单 驱动的集成软件开发环境

5.3算法 5.3.1算法的概念 算法 任何解决问题的过程都是由一定的步骤组 成的，把解决问题确定的方法和有限的步 骤称作为算法。程序设计的关键之一，是 解题的方法与步骤，是算法。 38

8/38 5.3 算法 5.3.1 算法的概念 算法 任何解决问题的过程都是由一定的步骤组 成的，把解决问题确定的方法和有限的步 骤称作为算法。程序设计的关键之一，是 解题的方法与步骤，是算法

宴法的根色 5.3.1算法的概念 有牛奶和豆浆两个瓶，但却错把豆浆装进了牛奶瓶，把 例1 牛奶装进了豆浆瓶中，现在要求将两者交换过来。 算法分析 交换步骤 1.将牛奶瓶中的豆浆装进水瓶中； 这是一个非数值运算问 题。因为两个瓶子中所装物 2.将豆浆瓶中的牛奶装进牛奶瓶中； 品不能直接交换，所以，解 3.将水瓶中的豆浆装进豆浆瓶中。 决的关键是需要第三个容器。 4.交换结束。 豆 牛 豆 奶 瓶 浆 牛奶瓶 豆浆瓶 牛奶瓶 豆浆瓶 9/3日

9/38 算法的概念 5.3.1 算法的概念 有牛奶和豆浆两个瓶，但却错把豆浆装进了牛奶瓶，把 牛奶装进了豆浆瓶中，现在要求将两者交换过来。 这是一个非数值运算问 题。因为两个瓶子中所装物 品不能直接交换，所以，解 决的关键是需要第三个容器。 算法分析 例1 交换步骤 1．将牛奶瓶中的豆浆装进水瓶中； 2．将豆浆瓶中的牛奶装进牛奶瓶中； 3．将水瓶中的豆浆装进豆浆瓶中。 4．交换结束。 豆 浆 牛 奶 牛奶瓶 豆浆瓶 水 瓶 豆 浆 牛 奶 牛奶瓶 豆浆瓶

5.3.1算法的概念 例2 给定两个正整数m和n(m心n),求它们的最大公约数。 算法分析 变量：其值可以改变的量称为变量。 变量应有一个名字，在内存中占据 求最大公约数的问题一般月 一定的存储单元。 算法描述 1、将两个正整数存放到变量m和n中； 2、当m≠n时，顺序执行第3步；反之，转到第5步。 3、若m>n,则m=m-n;否则n=n-m。 4、返回第2步。 5、输出结果：所求最大公约数为m。 1030

10/38 5.3.1 算法的概念 例2 给定两个正整数m和n（m≥n），求它们的最大公约数。 算法分析 求最大公约数的问题一般用辗转相减法求解。 算法描述 1、将两个正整数存放到变量m和n中； 变量：其值可以改变的量称为变量。 变量应有一个名字，在内存中占据 一定的存储单元。 2、当 m≠n 时，顺序执行第3步；反之，转到第5步。 3、若 m>n ，则 m=m-n ；否则n=n-m。 4、返回第2步。 5、输出结果：所求最大公约数为m