第06章：详细设计

6.3.2 表格工具
举例：程序功能描述如下 (1):执行a; (2):执行b; (3):判断x1,条件为真转到(4)，为假转到(9)； (4):执行f,判断x4；条件为真转到(5),为假转到(8); (5):执行i，判断x5,条件真转到(6)，为假转到(5); (6):判断x6,条件为真转到(7)，为假转到(2) (7):执行j,结束； (8):顺序执行g,h，转到(6); (9):x2=1,转到(10);x2=2,转到(11);x2=3,转到(12); (10):判断x3,条件为真转到(13),为假转到(6)； (11):执行d,转到(6); (12):执行e,转到(6); (13):执行c,转到(10)；
本章学习要求：


掌握:详细设计的目标和任务； 掌握:详细设计的原则； 掌握:过程设计工具的种类及其使用； 掌握:程序复杂性度量方法的概念及其 度量方法； 理解：程序效率的影响因素
6.1 详细设计概述
详细设计阶段的根本目标是回答“怎 样具体地实现所要求的系统”。 详细设计又称为模块设计、物理设计、 底层设计、过程设计，从逻辑上正确地实 现每个模块的功能，设计尽可能地简明、 易懂。

PAD

基本符号
6.3.1 图形工具
举例：程序功能描述如下 (1):执行a; (2):执行b; (3):判断x1,条件为真转到(4)，为假转到(9)； (4):执行f,判断x4；条件为真转到(5),为假转到(8); (5):执行i，判断x5,条件真转到(6)，为假转到(5); (6):判断x6,条件为真转到(7)，为假转到(2) (7):执行j,结束； (8):顺序执行g,h，转到(6); (9):x2=1,转到(10);x2=2,转到(11);x2=3,转到(12); (10):判断x3,条件为真转到(13),为假转到(6)； (11):执行d,转到(6); (12):执行e,转到(6); (13):执行c,转到(10)；
6.2 结构化程序设计
举例：
打印A, B, C三数中 最小者程序
程序2: if ( A < B ) and ( A < C ) then write ( A ) else if ( A B ) and ( B < C ) then write ( B ) else write ( C ) endif endif
a b
F
X1
T
X2
x=1
X3
T
F
F
f
c
x=2
x=3
X4
T
d
e X6
T
g
i
F F
h
X5
T
j
6.3.1 图形工具
举例6.3ຫໍສະໝຸດ 1 图形工具盒图
优点
特定控制结构的作用域明确；
控制流不可能任意转移； 容易确定局部和全局数据的作用域； 容易表现嵌套关系和模块层次结构；

6.3.1 图形工具
6.3.1 图形工具
举例：程序功能描述如下 (1):执行a; (2):执行b; (3):判断x1,条件为真转到(4)，为假转到(9)； (4):执行f,判断x4；条件为真转到(5),为假转到(8); (5):执行i，判断x5,条件真转到(6)，为假转到(5); (6):判断x6,条件为真转到(7)，为假转到(2) (7):执行j,结束； (8):顺序执行g,h，转到(6); (9):x2=1,转到(10);x2=2,转到(11);x2=3,转到(12); (10):判断x3,条件为真转到(13),为假转到(6)； (11):执行d,转到(6); (12):执行e,转到(6); (13):执行c,转到(10)；
6.1 详细设计

详细设计的任务

确定每个模块实现的算法，并用适当的描 述工具进行详细描述；
确定每个模块所使用的数据结构； 确定模块的接口环节，包括与系统外部的 接口和用户界面及模块之间的接口等；


详细地描述模块的输入/输出数据；
6.2 结构化程序设计

定义

最早由 E.W.Dijkstra 提出； 如果一个程序的代码块仅仅通过顺序、 选择、循环这三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，则称该程序是结构化的。
6.3.1 图形工具

程序流程图

标准符号
6.3.1 图形工具

程序流程图

控制结构
6.3.1 图形工具

程序流程图

控制结构
多出口判断
6.3.1 图形工具
举例：程序功能描述如下 (1):执行a; (2):执行b; (3):判断x1,条件为真转到(4)，为假转到(9)； (4):执行f,判断x4；条件为真转到(5),为假转到(8); (5):执行i，判断x5,条件真转到(6)，为假转到(5); (6):判断x6,条件为真转到(7)，为假转到(2) (7):执行j,结束； (8):顺序执行g,h，转到(6); (9):x2=1,转到(10);x2=2,转到(11);x2=3,转到(12); x2为其他值,转到(6)； (10):判断x3,条件为真转到(13),为假转到(6)； (11):执行d,转到(6); (12):执行e,转到(6); (13):执行c,转到(10)；
a b
F
X1
T
X2
x=1
X3
T
F
F
f
c
x=2
x=3
X4
T
d
e X6
T
g
i
F F
h
X5
T
j
6.3.1 图形工具

程序流程图

优点
容易掌握，使用广泛

缺点
程序流程图一旦定型，不易改动； 图中的箭头代表控制流，不受约束， 随意转移控制； 程序流程图不易表示数据结构；

6.3.1 图形工具
第6章
详细设计
本章内容：

6.1 详细设计概述 6.2 结构化程序设计 6.3 过程设计工具
6.3.1 图形工具 6.3.2 表格工具 6.3.3 语言工具

6.4 程序复杂性度量
6.4.1 代码行度量法 6.4.2 McCabe度量法 6.4.3 Halstead方法

6.5 程序设计效率
盒图

提出
1973年Nassi &Shneiderman 提出， 又称为N-S Charts；Chapin 1974年作 扩充，故也称为Chapin charts。 N-S图也叫做盒图，符合结构化程 序设计原则的图形描述工具。
6.3.1 图形工具
盒图

基本符号
6.3.1 图形工具
盒图

嵌套定义形式

PAD

提出
PAD(problem analysis diagram) 问题分析图，1973年由日本日立公司 发明，用二维树形结构图表示程序的 控制流，较容易翻译成程序代码。
6.3.1 图形工具

PAD

基本符号
PAD图的符号支持自顶向下、逐步 求精方法，可用于详细设计的全过程。
6.3.1 图形工具
程序2:
f0 = f (a)； f1 = f (b)； if ( f0 * f1 <= 0 ) { x0 = a；x1 = b； for ( i = 1；i <= n；i++ ) { xm = ( x0＋x1) / 2；fm = f (xm)； if (abs( fm )＜eps || abs( x1－x0 )＜eps) break； if ( f0 * fm＞0) { x0 = xm； f0 = fm； } else x1 = xm； } }
1’ 用一个非结构化的程序设计语言去 实现一个结构化的构造； 2’ 若不使用GOTO语句就会使程序功能 模糊； 3’ 在某种可以改善而不是损害程序可 读性的情况下；
6.2 结构化程序设计
举例：
打印A, B, C三数中最小者程序
6.2 结构化程序设计
举例：
打印A, B, C三数中 最小者程序
程序1: if ( A < B ) goto 30； if ( B < C ) goto 20； 10 write ( C )； goto 50； 20 write ( B )； goto 50； 30 if ( A < C ) goto 40； goto 10； 40 write ( A )； 50 end
6.3.1 图形工具
举例
6.3.1 图形工具
举例
开始
a b
Until x6
f
x4 x1
Until x5
i
结束
g k
While x3
j
h c
k
def
1
x2
2 3
d e
6.3.1 图形工具

PAD图

优点
所设计的程序必然是结构化程序，且
结构清晰； 二维树型结构，表现程序逻辑易读易 懂，遍历所有节点； 容易转换成高级程序语言； 支持自顶向下、逐步求精的方法； 可用于表示程序逻辑，也可用于描绘 数据结构；
②选用的控制结构只许有一个入口和一 个出口; ③程序语句组成容易识别的块，每块只 有一个入口和一个出口; ④复杂结构应该用基本控制结构进行组 合嵌套来实现。
6.2 结构化程序设计

设计原则
⑤语言中没有的控制结构，可用一段等 价的程序段模拟，但要求该程序段在 整个系统中应前后一致； ⑥严格控制GOTO语句，仅在下列情形才 可使用：
f0 = f (a)；f1 = f (b)； if ( f0 * f1 <= 0) { x0 = a；x1 = b；i = 1；finished = 0； 程序3: while (i <= n && finished == 0) 引入布尔变量 { finished xm = ( x0＋x1 )／2； fm = f (xm)； 改for型循环为while if (abs( fm)＜eps || abs( x1－x0 )＜eps) 型; finished = 1； 将单入口多出口结 if (finished == 0) { 构改为单入口单出口 if ( f0 * fm＞0 ) 结构; { x0 = xm；f0 = fm；} else x1 = xm ； i++; } } }