浅谈结构化程序设计与面向对象程序设计
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结构化方法和面向对象方法的对比1 结构化和面向对象的方法1.1 结构化方法结构化方法基于功能分解设计系统结构,通过不断把复杂的处理逐层分解来简化问题,它从内部功能上模拟客观世界。
用结构化开发能提高软件的运行效率,且能够增加软件系统的可靠性。
结构是指系统内各个组成要素之间的相互联系、相互作用的框架。
结构化的系统分析设计方法是一种传统的系统开发方法。
针对软件生存周期各个不同的阶段,有结构化分析(SA)、结构化设计(SD)和结构化程序设计(SP)等方法。
它的基本思想:把一个复杂问题的求解过程分阶段进行,而且这种分解是自顶向下,逐层分解,使得每个阶段处理的问题都控制在人们容易理解和处理的范围内。
1.1.1 结构化分析结构化分析是面向数据流进行需求分析的方法,主要采用数据流图DFD (Data Flow Diagram)来描述边界和数据处理过程的关系。
结构化分析的主要工作是使用数据流程图、数据字典、结构化语言、判定表和判定树等工具,来建立一种新的、称为结构化说明书的目标文档-需求规格说明书。
1.1.2 结构化设计结构化设计是将数据流图表示的信息转换成程序结构的设计描述,和功能的实现方法,并且采用系统结构图表示系统所具有的功能和功能之间的关系。
结构化设计过程分两步完成,第一步以需求分析的结果作为出发点,构造出一个具体的系统设计方案,决定系统的模块结构(包括决定模块的划分、模块间的数据传递及调用关系)。
第二步详细设计,即过程设计。
在总体设计的基础上,确定每个模块的内部结构和算法,最终产生每个模块的程序流程图1.2 面向对象方法面向对象方法是从内部结构上模拟客观世界,其基本思想为:对象是对现实世界客观实体的描述,均由其属性和相关操作组成,是系统描述的基本单位。
面向对象方法更强调运用人类在日常的逻辑思维中经常采用的思想方法和原则,例如抽象、分类、继承、聚合、封装等,这使得软件开发者能更有效地思考问题,并以其他人也能看得懂的方式把自己的认识表达出来。
结构化程序设计与面向对象程序设计的简述结构化程序设计与面向对象程序设计的简述1. 简介结构化程序设计和面向对象程序设计是两种常用的软件开发方法学。
通过合理的软件结构化和程序设计,可以提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。
本文将对结构化程序设计和面向对象程序设计进行简单概述。
2. 结构化程序设计结构化程序设计是一种基于顺序、选择和循环的编程范式。
它的目标是通过合理的程序分解、模块化和控制流程设计,使程序更易于理解和维护。
结构化程序设计强调以下几个原则:2.1 分解结构化程序设计将复杂的问题分解为多个简单的子问题,通过将问题分解为模块化的部分,在模块内部解决小问题,并将这些模块组合起来解决整个问题。
2.2 模块化模块化是结构化程序设计的核心思想之一。
模块化将程序划分为独立的、可复用的模块,每个模块都有特定的功能,可以独立进行设计、编码和,提高代码的可读性、可维护性和可重用性。
2.3 控制流程设计结构化程序设计通过使用顺序、选择和循环结构,对程序的控制流程进行设计。
合理的控制流程设计可以使程序具有良好的结构,易于理解和维护。
3. 面向对象程序设计面向对象程序设计是一种以对象为基础的编程范式。
它从现实世界的对象角度出发,将对象抽象为类,通过类的封装、继承和多态性,实现软件的模块化、可复用和灵活性。
面向对象程序设计的主要特点包括:3.1 封装封装将数据和操作封装在类的内部,对外部提供公共接口。
封装可以隐藏内部实现细节,提供更好的安全性和可维护性。
3.2 继承继承可以创建新的类,并从现有的类继承属性和方法。
通过继承,可以实现类的层次结构,提高代码的复用性和可扩展性。
3.3 多态性多态性允许不同类的对象使用相同的接口,实现相同的方法。
通过多态性,可以在不修改原有代码的情况下,增加新的功能。
4. 结构化程序设计与面向对象程序设计的比较结构化程序设计和面向对象程序设计都是常用的软件开发方法学,但在某些方面有所不同。
程序设计方法与风格程序设计方法与风格一、引言二、程序设计方法1. 结构化程序设计结构化程序设计是一种将程序分解为逻辑上独立的模块,并通过控制结构进行组合的方法。
其核心思想是将程序划分为顺序、选择和循环三种基本结构,使程序逻辑清晰、易于理解和维护。
2. 面向对象程序设计面向对象程序设计是一种以对象作为程序设计的基本单位的方法。
它强调抽象、封装、继承和多态等特性,使程序更加模块化、可重用和可扩展。
3. 泛型程序设计泛型程序设计是一种通过参数化类型实现对数据类型的抽象和重用的方法。
它将算法与数据结构的实现解耦,提供了一种通用的方式来编写可重用的代码。
4. 面向服务程序设计面向服务程序设计是一种将程序划分为独立的服务单元,并通过网络进行通信和交互的方法。
它将程序设计视为一系列服务的组合,并强调松耦合、可扩展和可维护。
三、程序设计风格1. 模块化模块化是一种将程序划分为独立的模块,并通过接口进行通信和交互的风格。
每个模块可以独立开发、测试和调试,提高了开发效率和代码的可维护性。
2. 规范化规范化是一种遵循一定的编码规范和命名规范的风格。
它使代码具有统一的风格和命名规则,提高了代码的可读性和可维护性。
3.注释清晰清晰的注释是一种将代码逻辑和功能进行说明的方法。
良好的注释可以提高代码的可读性和可维护性,帮助其他开发人员理解和修改代码。
4. 异常处理良好的异常处理是一种处理程序错误和异常情况的方法。
合理地使用异常处理可以提高代码的稳定性和可靠性,确保程序在异常情况下能够正确地运行。
四、程序设计方法和风格对于代码质量和开发效率都有着重要的影响。
结构化程序设计、面向对象程序设计、泛型程序设计和面向服务程序设计是常用的程序设计方法,它们各有特点和适应的场景。
模块化、规范化、注释清晰和良好的异常处理是常用的程序设计风格,它们有助于提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。
通过合理地选择和应用程序设计方法和风格,可以使程序更加健壮、高效和易于维护。
软件工程比较结构化方法和面向对象一、引言软件工程是一门关注软件开发过程的学科,它涉及到软件开发的各个方面,包括需求分析、设计、编码、测试和维护等。
在软件工程领域中,有两种主要的开发方法:比较结构化方法和面向对象方法。
本文将对这两种方法进行详细的比较和分析。
二、比较结构化方法1.概念结构化方法是一种基于模块化设计思想的软件开发方法。
它将一个大型系统划分为多个小模块,每个模块都有明确的输入和输出,并且通过调用其他模块来实现其功能。
2.特点(1)强调程序流程控制;(2)采用自顶向下或自底向上的设计方式;(3)使用层次结构图表示程序流程;(4)采用数据流图表示数据流动情况;(5)模块之间通过参数传递来交换信息。
3.优缺点①易于理解和维护;②适合大型系统开发;③能够提高程序可读性。
(2)缺点:①不够灵活,难以应对需求变更;②不支持复杂的数据类型;③容易出现模块间的耦合。
三、面向对象方法1.概念面向对象方法是一种基于对象思想的软件开发方法。
它将一个系统看作是由多个对象组成,每个对象都有自己的属性和方法,并且通过消息传递来实现对象之间的交互。
2.特点(1)强调数据抽象和封装;(2)采用自下而上的设计方式;(3)使用类图表示程序结构;(4)采用序列图表示消息传递过程;(5)支持继承和多态等高级特性。
3.优缺点①能够提高代码重用性;②支持动态绑定,具有更好的灵活性;③能够提高系统可扩展性。
(2)缺点:①易于出现类爆炸问题;②需要掌握较为复杂的概念和技术。
四、比较分析1.设计思想不同结构化方法注重程序流程控制,通过模块化设计来实现程序结构清晰、易于维护。
而面向对象方法则注重数据抽象和封装,通过对象之间的交互来实现程序功能。
2.设计方式不同结构化方法采用自顶向下或自底向上的设计方式,通过层次结构图和数据流图来表示程序结构和数据流动情况。
而面向对象方法则采用自下而上的设计方式,通过类图和序列图来表示程序结构和消息传递过程。
结构化方法和面向对象方法的特点、优点与不足。
结构化方法和面向对象方法是两种重要的程序设计方法,它们分别有各自独特的特点、优点和不足。
在本篇文章中,我将对这两种方法进行全面评估,并据此撰写一篇有价值的文章,以便你能更深入地理解这个主题。
一、结构化方法1. 特点结构化方法是一种从任务分解的角度来思考问题的方法。
它强调程序的模块化和层次化设计,将整个系统划分成若干个较小的、相对独立的模块或功能单元,然后逐步细化这些模块,直至得到可直接转换成程序的模块为止。
2. 优点(1)易于理解和维护:结构化程序易于理解和维护,因为每个模块都相对独立,不会相互影响。
(2)适合大型项目:结构化方法适合大型项目的开发,因为它能够将复杂的系统分解成若干相对简单的模块,便于团队协作。
(3)代码重用:结构化方法能够促进代码的重用,提高开发效率。
3. 不足(1)难以处理复杂关联:结构化方法在处理复杂关联和交互较多的系统时,容易使得程序的结构变得复杂,不易理解和维护。
(2)不够灵活:结构化方法在应对需求变化时,不够灵活,需要重新调整模块之间的关系。
二、面向对象方法1. 特点面向对象方法是一种从对象抽象的角度来思考问题的方法。
它将系统中的各种实体抽象为对象,这些对象包含了数据和操作这些数据的方法,同时也能够与其他对象进行交互。
2. 优点(1)便于理解:面向对象方法更符合人类的思维模式,因此更容易理解。
(2)灵活性:面向对象方法更灵活,能够更好地应对需求变化。
(3)代码重用:面向对象方法通过继承和多态,能够更好地促进代码的重用。
3. 不足(1)学习曲线较陡:面向对象方法对程序员的抽象能力要求较高,因此刚开始学习时往往感到困难。
(2)性能开销:在一些性能要求较高的场景下,面向对象方法可能带来一些性能开销。
结合以上对结构化方法和面向对象方法的评估,我认为两种方法各有优劣。
在实际项目中,我们应根据项目的特点和需求来选择合适的方法,甚至可以结合两种方法的优点,定制出适合项目的开发方法。
软件工程一、引言在当今信息技术高速发展的时代,软件的开发和维护变得越来越重要。
为了有效管理软件项目,提高开发效率和质量,软件工程的概念应运而生。
软件工程是一门研究如何按照系统化、规范化、定量化和可重复性的方式开发和维护软件的学科。
在软件工程中,结构化方法和面向对象是两种常用的开发方法。
本文将对结构化方法和面向对象进行比较,并探讨它们在软件工程中的优劣和适用场景。
二、结构化方法2.1 定义和特点结构化方法是一种基于数据流和流程的软件开发方法。
它将软件系统视为一系列逐步细化的模块,通过分析数据流和流程来设计和实现软件系统。
结构化方法强调模块化、层次化和自顶向下的设计思想,以确保程序逻辑清晰、易于理解和修改。
2.2 优点1.结构化方法强调模块化,将软件系统分解为多个模块,每个模块负责特定的功能。
这种模块化的设计使得程序易于理解、修改和测试,提高了软件的可维护性和可测试性。
2.结构化方法采用自顶向下的设计思想,先设计系统的总体框架,再逐步细化到具体的模块。
这种逐步细化的设计方式使得开发过程更加可控,项目管理更加容易。
同时,自顶向下的设计过程也便于团队协作和分工。
3.结构化方法将程序逻辑分解为一系列有序的步骤,每个步骤都有明确的输入和输出。
这种严格的输入输出规定使得程序的设计和测试更加方便。
4.结构化方法在软件开发初期就明确定义了数据流和流程,使得开发人员能够更好地理解和掌握软件系统的整体架构,从而减少了项目失败的风险。
2.3 缺点1.结构化方法的设计过程较为复杂,需要详细分析系统的数据流和流程。
对于较大规模的软件系统,分析和设计的工作量较大,容易导致项目开发周期延长。
2.结构化方法强调模块化,但对于一些复杂的问题,模块化的设计可能不够灵活和强大。
这就需要在设计阶段尽可能考虑全部的需求和功能,否则可能会在后期的修改过程中遇到困难。
三、面向对象3.1 定义和特点面向对象是一种以对象为基础的软件开发方法。
在面向对象方法中,软件系统由一组相互作用的对象组成。
软件⼯程:结构化⽅法VS⾯向对象⽅法⼀、基本概念1、结构化⽅法 结构化⽅法是⼀种传统的软件开发⽅法,它是由结构化分析、结构化设计和结构化程序设计三部分有机组合⽽成的。
基本思想:把⼀个复杂问题的求解过程分阶段进⾏,⽽且这种分解是⾃顶向下,逐层分解,使得每个阶段处理的问题都控制在⼈们容易理解和处理的范围内。
2、⾯向对象⽅法 ⾯向对象⽅法是⼀种把⾯向对象的思想应⽤于软件开发过程中,指导开发活动的系统⽅法,简称OO,是建⽴在“对象”概念基础上的⽅法学。
对象是由数据和容许的操作组成的封装体,与客观实体有直接对应关系,⼀个对象类定义了具有相似性质的⼀组对象。
基本思想:尽可能模拟⼈类习惯的思维⽅式,使开发软件的⽅法与过程尽可能接近⼈类认识世界、解决问题的⽅法与过程, 也就是使描述问题的问题空间与实现解法的求解空间在结构上尽可能⼀致。
⼆、两者对⽐1、基本单位不同 结构化⽅法的基本单位是模块。
⾯向对象⽅法的基本单位是对象。
2、分析⽅法不同 结构化分析⽅法是⼀种⾯向数据流⽽基于功能分解的分析⽅法, 在该阶段主要通过采⽤数据流程图、编制数据字典等⼯具, 描述边界和数据处理过程的关系, ⼒求寻找功能及功能之间的说明。
⾯向对象分析是把对问题域和系统的认识理解, 正确地抽象为规范的对象( 包括类、继承层次) 和消息传递联系, 最终建⽴起问题域的简洁、精确、可理解的⾯向对象模型, 为后续的⾯向对象设计和⾯向对象编程提供指导。
⾯向对象分析通常建⽴三种模型: 对象模型、动态模型、功能模型。
其中, 对象模型描述了系统的静态结构,确定类的名称和类间的关系;动态模型表⽰瞬时的、⾏为化的系统的“ 控制”性质, 规定了对象模型中的对象的合法变化序列;功能模型表明了系统中数据之间的依赖关系, 以及有关数据的处理功能。
3、各⾃局限(1)结构化⽅法 i.不能直接反映问题域: 结构化分析⽅法以数据流为中⼼, 强调数据的流动及每⼀个处理过程, 不是以问题域中的各事物为基础, 打破了各事物的界限, 分析结果不能直接反映问题域, 容易隐蔽⼀些对问题域的理解偏差。
1、结构化、⾯向对象程序设计差别、类基本概念1、⾯向对象程序设计与结构化程序设计的优缺点对⽐(1)结构化程序(C程序为例)的特点程序 = 数据结构 + 算法程序由全局变量以及众多相互调⽤的函数组成,算法以函数的形式实现,⽤于对数据结构进⾏操作。
(2)结构化程序设计缺点①结构化程序设计中,函数和其所操作的数据结构,没有直观的联系。
随着程序规模的增加,程序逐渐难以理解,很难⼀下⼦看出来:某个数据结构到底有哪些函数可以对它进⾏操作?某个函数到底是⽤来操作哪些数据结构的?任何两个函数之间存在怎样的调⽤关系?②结构化程序设计没有“封装”和“隐藏”的概念。
③要访问某个数据结构中的某个变量,就可以直接访问,那么当该变量的定义有改动的时候,就要把所有访问该变量的语句找出来修改,⼗分不利于程序的维护、扩充。
④难以查错,当某个数据结构的值不正确时,难以找出到底是那个函数导致的。
⑤重⽤:在编写某个程序时,发现其需要的某项功能,在现有的某个程序⾥已经有了相同或类似的实现,那么⾃然希望能够将那部分代码抽取出来,在新程序中使⽤。
⑥在结构化程序设计中,随着程序规模的增⼤,由于程序⼤量函数、变量之间的关系错综复杂,要抽取这部分代码,会变得⼗分困难。
软件业的⽬标是更快、更正确、更经济地建⽴软件。
总之,结构化的程序,在规模庞⼤时,会变得难以理解,难以扩充(增加新功能),难以查错,难以重⽤。
违背了软件设计的⽬标。
(3)⾯向对象程序设计的特点⾯向对象的程序设计⽅法,能够较好解决上述问题。
⾯向对象的程序 = 类 + 类 + …+ 类设计程序的过程,就是设计类的过程。
(4)⾯向对象的程序设计⽅法:将某类客观事物共同特点(属性)归纳出来,形成⼀个数据结构(可以⽤多个变量描述事物的属性);将这类事物所能进⾏的⾏为也归纳出来,形成⼀个个函数,这些函数可以⽤来操作数据结构(这⼀步叫“ 抽象”)。
然后,通过某种语法形式,将数据结构和操作该数据结构的函数“捆绑”在⼀起,形成⼀个“ 类”,从⽽使得数据结构和操作该数据结构的算法呈现出显⽽易见的紧密关系,这就是“封装” 。
理解结构化和⾯向对象的区别结构化⽅法 结构化程序设计⽅法包含结构化分析(SA)、结构化设计(SD)、结构化程序设计(SP)三个⽅⾯,分别对应了软件开发中的分析、设计和编码阶段。
结构化分析是由DeMarco和Yourdon在20世纪70年代所倡导的。
结构化分析是⼀种基于功能分解的分析⽅法,在分析过程中使⽤了各种⼯具,例如数据流图等,这些⼯具本质上是⼀个对⽤户需求的解读,也是⾯向⽤户展⽰的⼀个“说明书”,⽬的在于使软件真正符合⽤户的需求。
结构化设计⾯向数据流,其最⼤的着⼒点在于设计系统各个组成部分之间的内部联系,以满⾜软件所需要的层次和结构。
结构化设计中,软件被⾃顶向下地不断细分,并谨慎地对待数据流通软件时的每⼀个步骤。
David Hay曾经说过(1999):"信息⼯程是1970年代开发的结构化技术的逻辑延伸。
结构化编程导致结构化设计,这⼜导致结构化系统分析。
这些技术的特点是使⽤图表,例如为结构化设计的产⽣的结构图和为结构化分析⽽产⽣的数据流图,这些图表都是为了帮助⽤户与开发者之间的交流,以及规范化分析、开发过程⽽产⽣的。
在20世纪80年代,各种⼯具开始出现,它们⾃动绘制图表,并跟踪在数据字典中描述的东西。
"[1] 例如CAD/CAM这样的CASE⼯具。
⾯向对象⽅法 和结构化设计类似,⾯向对象技术包括⾯向对象分析(OOA)、⾯向对象设计(OOD)和⾯向对象编程(OOP)三部分。
⾯向对象⽅法有⼏个需要遵循的基本原则:即抽象、封装、继承和多态。
在⾯向对象建模中,代码和数据被合并成⼀个单⼀的不可拆分的单元,也就是⼀个对象。
这样的特性允许对象保持像⼀个⿊盒⼦,也就是说没有⼈需要看到⾥⾯的具体原理。
⽽为了达到这⼀点,对任何对象的所有修改是通过作⽤于对象的消息来完成的,并且实际上所有对象都从消息中获得它们的动作。
在⾯向对象建模中,这种特性被称为封装性,它⼤⼤便利了软件部件、包或者库的调⽤,并且更便于重⽤。
结构化程序设计和面向对象程序设计结构化程序设计和面向对象程序设计程序设计是计算机科学领域的基础,是软件开发的重要部分。
结构化程序设计和面向对象程序设计是两种方法,被广泛使用。
本文将分别介绍这两种方法的特点和优势。
一、结构化程序设计结构化程序设计是一种程序设计的方法,它通常采用顺序、选择和循环等基本结构,使用结构化编程语言编写程序。
结构化程序设计强调程序的清晰性和易维护性,对程序员而言,它更容易理解。
结构化程序设计将程序分解为若干小的、独立的模块,每个模块包含若干明确定义的输入和输出,这样能够使程序员更好地组织代码,并且在必须修改时更容易进行维护。
由于它可以实现代码的重用,因此可以使得程序员更加高效率和节省时间和精力,而且非常适合需求比较简单的软件项目。
二、面向对象程序设计面向对象程序设计(OOP)是目前最为先进的程序设计方法之一,它包括了对对象建模、类和继承等概念的广泛应用。
面向对象的编程语言,如Java、Python和C++,都采用了这种方式。
在面向对象的程序设计中,程序被看作一个对象的集合,每个对象都具有属性和方法。
对象可以相互作用,通过方法来告知计算机他们想要做的事情。
因此,面向对象程序设计将程序员体验变为了“物体之间的关系”,从而更贴近现实世界。
面向对象程序设计的特点在于代码的复用性,它能够提高程序员的工作效率,而且更便于阅读和修改。
面向对象程序设计能够最大限度地减少程序员编写重复代码的问题,从而避免了出现代码的冗余和失误,而对于比较复杂的项目,它更为合适,在软件系统中的应用越来越广泛。
因此,如果需要完成一个高质量的、复杂的软件项目,面向对象程序设计是不可或缺的。
综上所述,结构化程序设计和面向对象程序设计都是程序设计领域中重要的方法。
两者都有其自身的优势和使用场景,根据不同的需求来选择不同的编程方法。
当程序比较简单、需求不复杂时,可以采用结构化程序设计;如果程序需要拥有更多的灵活性和可扩展性时,建议采用面向对象的编程方法。
⾯向对象和结构化程序设计的区别结构化编程强调功能模块。
结构化程序的概念⾸先是从以往编程过程中⽆限制地使⽤转移语句⽽提出的。
转移语句可以使程序的控制流程强制性的转向程序的任⼀处,在传统流程图中,就是⽤上节我们提到的"很随意"的流程线来描述这种转移功能。
如果⼀个程序中多处出现这种转移情况,将会导致程序流程⽆序可寻,程序结构杂乱⽆章,这样的程序是令⼈难以理解和接受的,并且容易出错。
尤其是在实际软件产品的开发中,更多的追求软件的可读性和可修改性,象这种结构和风格的程序是不允许出现的。
⽐如:C,FORTRAN,PASCAL等等结构化程序设计⽅法主要由以下三种逻辑结构组成:1)顺序结构:顺序结构是⼀种线性、有序的结构,它依次执⾏各语句模块。
2)循环结构:循环结构是重复执⾏⼀个或⼏个模块,直到满⾜某⼀条件为⽌。
3)选择结构:选择结构是根据条件成⽴与否选择程序执⾏的通路。
**采⽤结构化程序设计⽅法,程序结构清晰,易于阅读、测试、排错和修改。
由于每个模块执⾏单⼀功能,模块间联系较少,使程序编制⽐过去更简单,程序更可靠,⽽且增加了可维护性,每个模块可以独⽴编制、测试。
**⾯向对象程序语⾔中⽀持的对象具有三个明显得特征:封装、继承、多态;⽽Javascript在类别和副本上并没有明显地分界。
事实上,Javascript语⾔中所有的变量数据类型在JS中都是对象。
JS 总共⽀持4种对象:内置对象、⾃定义对象、浏览器程序对象和ActiveX对象。
return this只是返回该对象,以便别处引⽤,但并不是多出⼀个对象。
所以,⾯向过程的程序设计中:程序=算法+数据结构(数据和数据类型)数据结构和算法相分离的,所以,系统庞⼤后,它的控制、移植、重⽤就成了问题。
⽽在⾯向对象的程序设计中:对象=数据结构+算法程序=对象+对象+.....结构化程序设计从系统的功能⼊⼿(有的⽤户也成为⾯向过程的设计),按照⼯程的标准和严格的规范将系统分解为若⼲功能模块,系统是实现模块功能的函数和过程的集合。
程序设计的三种方法程序设计是指按照一定的设计思路和方法,将问题转化为可执行的计算机程序的过程。
在程序设计中,有多种不同的方法可以用来解决问题。
本文将介绍并比较三种常见的程序设计方法:结构化程序设计、面向对象程序设计和函数式程序设计。
1. 结构化程序设计结构化程序设计是一种将程序分解为较小的、可管理的模块,通过顺序、选择和重复来控制程序的执行流程的方法。
它强调程序的逻辑结构应该清晰、简单、易于理解和修改。
结构化程序设计常用的工具包括顺序结构、选择结构和循环结构。
顺序结构是指程序按照代码的先后顺序依次执行。
选择结构通过条件判断来选择执行不同的代码块。
循环结构则通过控制条件的真假来重复执行一段代码。
这些结构可以相互组合,形成复杂的程序逻辑。
结构化程序设计通过合理地使用这些结构,使得程序的流程清晰可见,易于理解和维护。
2. 面向对象程序设计面向对象程序设计(OOP)是一种将程序中的数据和操作封装成对象的方法。
在面向对象程序设计中,程序被看作是一组相互交互的对象的集合。
每个对象都有自己的状态(属性)和行为(方法),对象之间通过消息传递来进行通信和协作。
面向对象程序设计有四个基本概念:封装、继承、多态和抽象。
封装将数据和操作封装在对象中,使得对象的内部细节对外部不可见。
继承允许通过创建子类来继承父类的属性和方法,实现代码的重用和扩展。
多态允许不同类型的对象对同一消息做出不同的响应。
抽象则将对象的共同特征提取出来,形成类的概念,用于创建对象的模板。
面向对象程序设计通过将现实世界中复杂的问题分解成简单的对象,使得程序的设计和实现更加模块化和灵活。
它强调代码的重用性、可扩展性和可维护性。
3. 函数式程序设计函数式程序设计是一种将程序视为一系列函数的组合,通过函数之间的调用和返回值来实现程序的计算过程。
函数是函数式程序设计的基本单位,它接收输入参数并返回输出结果,不依赖于程序的状态和副作用。
函数式程序设计强调函数的纯粹性和不可变性。
简述软件设计的两种分类方法软件设计是指根据用户需求和系统要求,对软件进行规划、设计和实现的过程。
软件设计可以分为两种分类方法:结构化设计和面向对象设计。
一、结构化设计结构化设计是一种传统的软件设计方法,它采用模块化的思想来组织程序。
结构化设计的主要特点包括:1. 模块化:将程序分解成若干个相互独立的模块,每个模块只负责完成一个特定的功能。
2. 自顶向下:从整体到局部进行逐步分解,直到最小单元为止。
3. 逐步细化:对每个模块进行进一步细化,直到可以编写代码为止。
4. 结构图:采用流程图或草图等方式表示程序结构。
二、面向对象设计面向对象设计是一种相对较新的软件设计方法,它以对象为中心来组织程序。
面向对象设计的主要特点包括:1. 封装性:将数据和操作封装在一个对象中,保证数据安全性和操作正确性。
2. 继承性:通过继承机制实现代码重用和扩展性。
3. 多态性:同一个操作可以作用于不同类型的对象上,并且具有不同行为表现。
4. 类图:采用类图表示程序结构。
三、软件设计的流程无论是结构化设计还是面向对象设计,软件设计都有一定的流程。
下面是软件设计的一般流程:1. 需求分析:明确用户需求和系统要求,确定软件功能和性能指标。
2. 概要设计:根据需求分析结果,进行概念性的设计,确定程序框架和模块划分。
3. 详细设计:对每个模块进行详细的设计,包括数据结构、算法、接口等。
4. 编码实现:根据详细设计结果编写代码,并进行单元测试和集成测试。
5. 调试测试:对整个程序进行测试和调试,保证程序正确性和可靠性。
6. 维护更新:对程序进行维护和更新,保证程序持续稳定运行。
四、总结软件设计是一个复杂的过程,需要遵循一定的方法和流程。
结构化设计和面向对象设计都有各自的特点和优势,在实际应用中需要根据具体情况选择合适的方法。
同时,在软件开发过程中还需要注意代码质量、可读性、可维护性等方面,以提高软件开发效率和质量。
第四讲结构化程序设计与面向对象程序设计在当今的计算机编程领域,结构化程序设计和面向对象程序设计是两种非常重要的编程方法。
它们各自有着独特的特点和优势,适用于不同的应用场景。
接下来,让我们一起深入了解这两种编程设计方法。
结构化程序设计诞生于 20 世纪 60 年代,它的出现是为了解决当时程序设计中存在的混乱和难以维护的问题。
结构化程序设计强调程序的清晰结构和逻辑流程,通过顺序、选择和循环这三种基本控制结构来构建程序。
顺序结构是最基本的,程序按照语句的先后顺序依次执行。
比如,我们先定义变量,然后进行计算,最后输出结果,这就是一个简单的顺序结构。
选择结构则用于根据不同的条件来决定程序的执行路径。
常见的有ifelse 语句和 switch 语句。
假设我们要判断一个数是奇数还是偶数,就可以使用 ifelse 语句,如果这个数除以 2 的余数为 0,就是偶数,否则就是奇数。
循环结构则允许我们重复执行一段代码,直到满足特定的条件。
比如 for 循环和 while 循环,当我们需要计算 1 到 100 的和时,就可以使用循环结构来实现。
结构化程序设计的优点是显而易见的。
它使得程序的逻辑更加清晰,易于理解和调试。
而且,由于程序的结构比较规范,代码的可读性和可维护性都得到了很大的提高。
然而,随着软件规模的不断扩大和复杂性的增加,结构化程序设计也逐渐暴露出一些局限性。
当程序变得非常复杂时,单纯依靠结构化程序设计可能会导致代码的重复度较高,模块之间的耦合度较大,不利于代码的复用和扩展。
为了解决这些问题,面向对象程序设计应运而生。
面向对象程序设计将数据和对数据的操作封装在一起,形成一个个对象。
对象具有自己的属性和方法,可以与其他对象进行交互。
在面向对象程序设计中,最重要的概念包括类、对象、封装、继承和多态。
类是对象的模板,它定义了对象所具有的属性和方法。
比如,我们可以定义一个“汽车”类,这个类包含了汽车的品牌、颜色、速度等属性,以及加速、刹车等方法。
常见的程序设计方法在软件开发领域,程序设计是一项重要的工作。
程序设计的目标是根据需求设计出合理、高效的解决方案。
以下是几种常见的程序设计方法。
1. 结构化程序设计结构化程序设计是一种将程序分解为模块化的、易于理解和维护的方法。
它通过使用顺序、选择和循环等结构,将程序分解为较小的独立部分。
这种方法便于团队协作,并且使得程序易于阅读和修改。
2. 面向对象程序设计面向对象程序设计是一种将程序设计为对象的集合,在这种模型中,对象具有状态和行为。
面向对象程序设计强调封装、继承和多态等特性。
这种方法提高了代码的可重用性,也提高了程序的可维护性和扩展性。
3. 响应式程序设计响应式程序设计是一种将程序设计为对外界事件作出快速响应的方法。
在这种模型中,程序会对输入事件作出相应的反应,并展示相应的输出。
响应式程序设计在用户界面和实时系统等领域得到广泛应用。
4. 并行程序设计并行程序设计是一种将程序设计为执行多个任务的方法。
在多核处理器和分布式系统中,利用并行程序设计可以提高程序的性能和效率。
并行程序设计需要考虑任务的划分、通信和同步等问题。
5. 领域驱动设计领域驱动设计是一种将程序设计与领域知识密切结合的方法。
在这种模型中,程序的设计和实现反映了领域的概念和规则。
领域驱动设计可以提高程序的可理解性,并且更好地满足业务需求。
6. 设计模式设计模式是一种常见的程序设计方法,它提供了在特定情境下解决常见问题的通用解决方案。
设计模式可以提高代码的重用性、可读性和可维护性。
常见的设计模式包括单例模式、工厂模式和观察者模式等。
7. 函数式编程函数式编程是一种将程序设计为一系列函数组合的方法。
在函数式编程中,函数是一等公民,可以作为参数传递和返回。
函数式编程强调无状态、不可变性和引用透明等特性。
函数式编程可以简化程序的逻辑,并提高程序的可测试性。
常见的程序设计方法包括结构化程序设计、面向对象程序设计、响应式程序设计、并行程序设计、领域驱动设计、设计模式和函数式编程等。
《浅谈结构化程序设计与面向对象程序设计》
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浅谈结构化程序设计与面向对象程序设计
[摘要]
程序设计可分为结构化程序设计和面向对象程序设计两种方法。
本文梳理了两种程序设计方法的内容及特性,分析比较了它们之间的优缺点,并总结了在软件开发时要根据问题实际出发,根据二者的优缺点选取合适的开发方法,以达到最佳的开发效益这一设计原则。
一、引言
程序设计方法学主要讨论程序的性质以及程序设计的理论和方法。
它起源于20世纪70年代的软件危机,在Dijkstra提出结构化程序设计的思想和概念后快速发展[1]。
程序设计方法学的基本研究目标是通过对程序本质属性的研究来提高程序的效率,保证程序的正确性。
程序设计的基本方法包括结构化方法和面向对象方法。
两种方法在软件开发中采用不同的思维模式,但是面向对象方法的基础仍是结构化方法。
本文第二节简要介绍结构化程序设计方法的内容;第三节列举面向对象程序设计方法的特性;第四节总结并探讨两种方法的优缺点;第五节阐述了实际开发实践中两种方法适用的场景。
二、结构化程序设计
结构化程序设计方法, 实质上是自顶向下的功能分解法, 通过逐步求精的设计过程把程序分解成单一处理功能的模块, 进而通过参数传递调用相应模块以实现程序的功能[2]。
模块之间通过“顺序”、“选择”、“循环”的控制结构进行连接,并且只有一个入口、一个出口。
2.1 设计方法
对于要解决的问题,首先必须分析清楚问题的需求,对问题进行总体设计。
在这两个步骤中都要采用自顶向下逐步求精的方法。
对问题、模块、数据进行抽象,并对问题进一步分解。
2.2 基本控制结构
结构化程序设计把复杂的流程图转变为标准形式,以便用迭代表示,并嵌套少数基本而标准的控制逻辑结构—顺序、选择、循环[1]。
其中,顺序决定执行顺序,选择决定执行条件,循环决定复执行条件。
2.3 程序设计原则
结构化程序设计的原则可表示为:程序=算法+数据结构[3]。
算法和数据结构分别是一个独立的整体,二者分开设计。
三、面向对象程序设计
面向对象程序设计起源于信息隐藏和抽象数据类型的概念。
数据抽象指的是一个数据结构以及作用在该结构上的操作所组成的一个实体,数据结构的表示被隐藏在操作接口的后面。
3.1 面向对象抽象原理
3.1.1 数据抽象
数据抽象的核心在于模块化与信息隐蔽,是面向对象方法学的基础。
3.1.2 行为共享
行为共享指许多实体具有相同的接口,主要以分类和层细分类两种方式实现。
3.1.3 进化
进化是指系统随需求变化而修改和增加的情况以及对复杂问题的增量式的求解过程。
进化建议面向对象对修改封闭,对增加开放。
3.1.4 正确性
正确性由行为共享导致,是指当一个实体请求其他实体的行为时系统必须确保能够在共享的行为组中找到正确的行为实现并运行它。
3.2 面向对象方法的要点
软件系统由对象组成,通过采用对象分解法取代之前的功能分解法,所有的对象都划分成各种对象类,每个类都包含一组数据和一组方法。
通过子父类之间的关系,把若干对象类组成一个具有层次结构的系统。
各对象彼此之间仅能通过传递消息互相联系。
四、结构化方法与面向对象方法
结构化方法和面向对象方法的一个重要区别在于分解问题的出发点不同,考虑的思维模式不同[4]。
在计算机中,数据结构和过程密切相关,结构化方法将数据结构和过程分开考虑,面向对象方法组合数据和过程于对象之上[5]。
下面我们探究一下两种方法的优缺点。
4.1 执行效率
相比较面向对象方法,结构化方法产生的可执行代码更直接,对于一些嵌入式系统,结构化方法运行效率更高。
4.2 重用性
结构化方法将数据和算法分离,降低了软件的可重用性。
面向对象方法具有更好的模块内聚和耦合特性,使得软件可以更好的重用与维护。
4.3 开发难度
整体而言,面向对象方法比结构化方法复杂。
面向对象方法内容广、概念多,逻辑缜密。
相比之下,结构化方法流程简单,上手难度低。
五、总结
在开发实践中,软件开发的目标是以最小的代价开发出满足用户需求的软件。
故而开发时需要根据系统的实际需求,考虑执行效率、重用性等因素,尽量利用结构化方法和面向对象方法的优点来选择不同的方法。
例如,对于一些小型嵌入式实时监测系统,采用结构化方法比较好。
对于大型系统或需求易变系统,采用面向对象方法较好。
总之,开发时要根据问题实际出发,选取合适的软件开发方法,以达到最佳的开发效益。
参考文献:
[1]陈海波,王申康.新编程序设计方法学[M].浙江大学出版社, 2004.
[2]马金霞,宋传磊.面向过程和面向对象程序设计分析[J].中国新通信,2016,18(11):160.
[3]徐德启,赵炜,杨小元.面向对象的程序设计方法初探[J].兰州大学学报,1992(S1):17-20.
[4]喻梅.结构化程序设计方法与面向对象程序设计方法之比较[J].科技信息,2009(14):453-454.
[5]丁岚,范开勇,冯振颖.面向对象程序设计方法研究[J].数字通信世界,2019(01):73-74.。