模块化程序设计
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模块化程序设计的思想模块化程序设计是一种软件开发方法,它将一个大型的软件系统分解为若干个较小的、功能相对独立的模块,每个模块负责完成特定的任务。
这种设计思想提高了软件的可维护性、可扩展性和可重用性,是现代软件开发中一种非常重要的设计原则。
模块化程序设计的概念模块化程序设计的核心思想是将复杂的软件系统分解为一系列较小的、功能明确的模块。
每个模块都是一个独立的单元,具有明确的接口和功能。
模块之间的耦合度低,可以独立开发和测试。
模块化的优势1. 可维护性:模块化使得软件维护变得更加容易。
当需要修改或升级系统时,只需关注相关的模块,而不必重写整个系统。
2. 可扩展性:模块化设计允许开发者在不破坏现有系统的情况下,添加新的功能模块。
3. 可重用性:模块化允许模块在不同的项目中重复使用,减少了重复工作,提高了开发效率。
4. 并行开发:模块化支持多个开发者或团队同时在不同的模块上工作,提高了开发速度。
5. 降低错误率:由于模块间的耦合度低,一个模块的错误不太可能影响到其他模块,从而降低了整个系统的错误率。
模块化的设计原则1. 单一职责原则:每个模块应该只负责一个功能,并且该功能应该是清晰和明确的。
2. 接口隔离原则:模块之间的交互应该通过定义良好的接口进行,避免模块间的直接依赖。
3. 开放-封闭原则:模块应该对扩展开放,对修改封闭,即在不改变现有模块代码的情况下,可以增加新的功能。
4. 依赖倒置原则:高层模块不应该依赖于低层模块,两者都应该依赖于抽象。
抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象。
5. 最少知识原则:模块应该只了解它需要知道的信息,避免不必要的信息交流。
模块化的设计过程1. 需求分析:在设计之前,需要对软件的需求进行详细的分析,确定软件需要实现的功能。
2. 模块划分:根据需求分析的结果,将软件系统划分为若干个模块,每个模块负责一部分功能。
3. 定义接口:为每个模块定义清晰的接口,包括输入输出参数、返回值等。
模块化程序设计模块化程序设计什么是模块化程序设计模块化程序设计是一种软件开发的方法论,旨在将复杂的程序分解为相互独立的模块,从而提高代码的可维护性、可扩展性和可重用性。
通过将程序划分为多个模块,每个模块都具有清晰的功能和责任,可以独立开发、和维护,有助于提高团队的协作效率。
为什么要使用模块化程序设计模块化程序设计具有诸多优势,包括:1. 可维护性:模块化的程序更易于维护,当需要进行修改或修复bug时,只需关注特定模块,无需影响整个程序的其他部分,大大提高了开发人员的效率。
2. 可扩展性:模块化程序设计允许开发者在不修改现有模块的情况下添加新功能。
每个模块都可以独立开发和,可以根据需要进行新增、删除或替换,方便程序的扩展和演进。
3. 可重用性:模块化的设计使得模块可以独立地被其他程序或项目所引用和复用。
当开发者需要实现一个新的功能时,可以直接引用现有的模块,避免了重复编写相同的代码,提高了开发效率。
4. 可性:模块的独立性使得对特定功能的更加简单和可靠,可以更容易地编写针对模块的单元和集成,提高软件的质量和稳定性。
模块化程序设计的原则在进行模块化程序设计时,有一些原则是需要遵循的:1. 单一职责原则:每个模块应该只负责一项具体的功能,职责应该尽可能单一明确。
这有助于提高模块的可维护性和重用性。
2. 高内聚低耦合原则:模块内部的各个组件之间应该紧密关联,实现高内聚,但与其他模块之间应该尽量减少依赖关系,实现低耦合。
这有助于提高程序的可扩展性和灵活性。
3. 接口规范化原则:模块之间进行通信时,需要定义清晰的接口规范,包括输入和输出的数据格式、函数的参数和返回值等。
这有助于模块之间的协作开发和解耦。
4. 适度抽象原则:模块的设计应该抽象出通用的功能和抽象层,但避免过度抽象。
过度抽象会增加代码的复杂性和理解难度,降低开发效率。
如何进行模块化程序设计进行模块化程序设计时,可以按照以下步骤进行:1. 分析需求:需要仔细分析程序的需求,确定需要实现的功能和模块。
模块化程序设计
模块化程序设计是一种将程序按照功能进行拆分成多个模块的设计方法。
每个模块负责完成特定的功能,各个模块之间通过接口进行通信和交互。
模块化程序设计的好处包括:
1. 提高代码的可复用性:将功能拆分成模块后,可以在其他项目中复用这些模块,避免重复开发。
2. 简化程序设计:将复杂的问题分解成简单的模块,每个模块负责一个简单的任务,简化了程序的设计和实现难度。
3. 提高程序的可维护性:由于每个模块相对独立,当某个模块需要修改时,只需要关注该模块的实现细节,不会对其他模块造成影响。
4. 提高开发效率:多人协作开发时,可以将不同功能的模块分配给不同的开发人员,提高开发效率。
5. 方便测试和调试:模块化程序设计可以将程序按功能进行拆分,方便单元测试和模块之间的集成测试,便于发现和修复问题。
在模块化程序设计中,通常使用接口定义模块之间的通信规范,模块之间通过接口进行调用和传递数据。
这样可以降低模块之间的
耦合性,提高程序的可扩展性和灵活性。
,模块化程序设计是一种将程序按照功能进行拆分的设计方法,可以提高代码的可复用性、简化程序设计、提高程序的可维护性和
开发效率,方便测试和调试。
第四章模块化程序设计教学目的:模块程序设计是C程序合作编程序的方法,通过这一章的学习使学生能自己编C 程序中的函数,正确地调用函数,熟悉函数调用时形式参数和实在参数的关系。
通过变量的存储类型,能正确使用各种不同存储类型的变量编程序。
重点难点:函数的嵌套调用及函数的递归调用。
前面各几章的学习,大家已有了编制小程序的经验。
如果想编制大程序,在C语言下就得用模块化程序设计,其基本思想是将一个大的程序按功能分割成一些模块,使每一个模块都成为功能单一、结构清晰、接口简单、容易理解的小程序。
C语言提供了支持模块化软件开发的功能:1 函数式的程序结构。
程序由一个或多个函数组成,每个函数都有各自独立的功能和界面。
2 允许通过使用不同的存储类别的变量,控制模块内部和外部的信息交换。
3具有预编译处理功能,为程序的调试、移植提供方便,支持模块化程序设计。
本章介绍这些功能及进行程序开发的基本方法。
4.1 函数C程序结构无论涉及的问题是复杂还是简单,规模是大还是小,用C语言设计程序,任务只有一种,就是编写函数,至少要编写一个主函数main(),C程序的执行就是执行相应的main()函数。
即从它的main()函数的第一个花括号开始,依次执行后面的语句,直到最后的花括号为止。
其它函数只有在执行了main()函数的过程中被调用时才执行。
高级语言中“函数”的概念和数学中“函数”的概念不完全相同。
英语单词function有“函数”和“功能”两种介绍,高级语言中的函数实际上是功能的意思。
当要完成某一个功能时,就用一个函数去实现它。
在程序设计时首先要考虑main()函数中的算法,当main()中需要使用某一功能时,就用一个具有该功能的函数表达式表示。
这时的函数,我们只知道它具有什么功能,其它先不作处理。
设计完main()的算法并检验无误后,这时开始考虑它所调用的函数。
如果在库函数中能找到,就可直接使用,否则再动手设计这些函数。
这种设计方法称为自顶向下、逐步细化的程序设计方法。
这种方法设计出来的程序在功率高,程序层次分明、结构清晰。
复杂程序的层次可从以下图形中看出:许多大型软件系统包含了相当丰富的,可供从事某一领域工作人员选用,如一个高等学校的信息管理系统就包含了教务、科研、人事、财务,设备、图书、后勤、办公室等子系统。
每一个子系统以可分为许多子子系统。
这种软件为了方便用户大都采用菜单(menu)方式,这种形式的软件,大家都用过。
用户只需按一些简单的键,就能调用该功能,就像在饭店点菜一样那么方便。
高等院校事务管理系统的模块结构如下:(程序menu.c)函数的定义与函数声明(一)函数就是在程序中设定的一个函数模块。
一个函数是由变量声明部分与可执行语句组的成独立实体,用来完成一指定功能。
除了系统提供的函数外,用户编制函数才是一种正确的选择。
(一).函数定义:(函数类型、函数名、形参、函数体内容)函数返回值的类型说明函数名(类型名形式参数1,类型名形式参数2,…){ 函数首部说明部分函数体语句部分}函数类型:函数计算后的值是什么类型。
函数名:用户命名的标识符,在主函数中调用的名字。
形式参数:函数中处理的变量,通过它接收主函数传过来的具体值。
函数体:函数计算时的具体方法和函数的表达式。
由变量定义部分和语句组成。
函数的返回:由函数返回调用它的函数,可由以下返回形式:return 表达式;return; 可没有return语句,也可有多个return语句。
函数的定义与函数声明(二)函数名 (类型名形式参数1,类型名形式参数2,…) 省略类型说明,C语言默认返回值为int型。
例:求两个双精度数这和的函数。
double add(double a,double b){ double s;s=a+b;return s;}函数返回值的类型可以是整型、实型、字符型和指针类型。
以上函数的返回值是double型。
可用double add(a,b) double a,b来写函数首部。
定义函数可以没有参数,但一对括号不省略,如:dummy() ,函数体也可是空的,这样的函数什么也不做。
编程时可作为一个虚设的部分。
函数举例:编一个求两个数中最小数的函数,用循环语句多次调用该函数,找出十个数中的最小数。
(ec711.c)函数声明(三)在C 语言中,除了主函数外,对于用定义的函数要遵循“先定义,后使用”的规则。
凡是未在调用前定义函数,C编译程序都默认函数的返回值为int类型。
对于返回值为其它类型的函数,若把函的定义放在调用之后,应该在调用之前对函进行说明。
即只有函数的首部,一般形式为:类型名函数名(参数类型1,参数类型2,…)如:double add(double,double)或类型名函数名(参数类型1 参数名1,参数类型2,参数名2,…)如:double add(double p,double q)这里的参数是虚设的,实际上参数名常常省略。
函数说明语句中的类型名必须与函数返回值的类型一致。
函数说明既可以作为一条单独的语句如:double add(double,double)也可以与普通变量的说明在一起如:double x,y,add(double,double)函数说明的位置与调用的关系当在所有函数的外部、被调用之前说明函数时,在说明之后的任何位置都可调用。
函数说明也可放在调用函数内的说明部分,但只能在该函内调用。
函数的传值调用(一)参数是函数调用时进行信息交换的载体,实参和形参结合,完成信息交换,函数的执行部分对这些传递来的数据进行处理后,返回相应的函数值。
与数学中的知道函数表达式求函数值相类似。
(f(x)=3x+1;f(5)=?,f(0)=?)只不过是C语言中的函数自变量个数不只是一个。
1.当所调用的函数用于求出某个值时,函数的调用可作为表达式出现在允许表达式出现的任何地方,如:y=add(3.0,4.0); 也可出现有关系表达式中用于条件判断。
2.如果只为了某些操作不返回函数值时,函数作为一条独立的语句,如:函数名(实在参数);函数调用时的语法要求:1.调用函数时,函数名必须与定义的函数名字完全一致。
2.实在参数的个数必须与形式参数的个数一样。
实在参数可以是表达式,类型上应按位置与形式参数一一对应匹配。
如果类型不一致,编译系统会根据赋值兼容规定进行转换,若类型不赋值兼容,不给出错信息,程序继续执行,得不到正确的结果。
函数的传值调用(二)在C语言中调用函数与被调用函数之间的数据可通过三种方法进行传递:1.实在参数和形式参数之间进行数据传递。
2.通过return语句把函数值返回调用函数。
3.通过全局变量。
这种方法不好。
在C语言中,数据只能从实参传递给形参,称为“按值”传递。
也就是说,当用简单变量作为实在参数,用不能在函数中改变对应的值。
观察参数传递两个实例:函数参数之间的单向传递。
(ec71.c)调用函数交换两个变量中的值。
(ec72.c)没有返回值的调用:(ec710.c)函数的嵌套调用C程序的main()函数在调用一个函数时,被调用的函数,又要调用另一个函数,这种调用称为函数的嵌套调用。
例:把一个偶数分解为两个素数之和。
两次调用判断一个数是否为素数的函数; (ec74.c)(ec75.c)函数的递归调用C语言中的函数可以递归调用,即:可直接叵间接地调用自己。
前者称为简单递归,后者称为间接递归,只讨论简单递归。
递归符合的三个条件:1. 可以反要解决的问题转化为一个新的问题,而这个新的问题的解法仍与原野来的解法相同,只是所处理的对象有规律地递增或递减。
2 .可以应用这个转化过程使问题得到解决。
3 .必有一个明确的结束递归的条件。
例:用递归的方法求n!。
把计算n的阶乘转化为n-1的阶乘,而计算方法相同。
当计算到n为0时,问题完成。
函数的递归调用函数递归调用如何分析执行结果:fac(5)fac(5)=5*fac(4)=5*4*3*2*1=1205*fac(4) fac(4)=4*f(3)=4*3*2*1=244*fac(3) fac(3)=3*fac(2)=3*2*1=63*fac(2) fac(2)=2*fac(1)=2*1=22*fac(1) fac(1)=1*fac(0)=1*1=11*fac(0) fac(0)=1fac(int n) main(){int t; { int m,y;if(n= =1||n= =0) return 1; scanf(“%d”,&m);else {t=n*fac(n-1); return t; } if (m<0) printf(“Input data error”); } else{ y=fac(m);printf(“%d”,y);}}程序执行结果ec1102.c函数的递归调用分析11.7程序的执行结果:fun(6,&x) fun(6,&x)=fun(5,&x)+fun(4,&x) =5+3=8fun(5,&x) fun(5,&x)=fun(4,&x)+fun(3,&x) =3+2=5fun(4,&x) fun(4,&x)=fun(3,&x)+fun(2,&x) =2+1=3fun(3,&x) fun(3,&x)=fun(2,&x)+fun(1,&x) =1+1=2fun(2,&x) fun(2,&x)=1fun(1,&x) fun(1,&x) =1先下来,再返上去,这就是递归的分析的方法。
看程序执行结果ec1103.c程序举例1.编写函数判断自变量是不为素数,若是素数,函数返回1,否则返回0。
(ec73.c)2.编写函数,验证任意偶数可分解为两个素数之和,并输出这个素数。
(ec74.c)3.(ec75.c)4.用梯形法求函数的定积分。
近似公式如下:(ec76.c)5.把小写字母转换成大写字母的函数。
(ec77.c)6.统计输入字符的个数。
(ec78.c)7.统计输入一段文本中的单词个数。
用空格、换行符、跳格隔开。
(ec79.c)变量的存储属性变量是对程序中数据的存储空间的抽象。
前面介绍的数据类型是变量的操作属性。
除此之外,影响变量使用的还有变量的存储属性。
⒈变量的存储类型:计算机中的存储器分为内存和外存,除此这外不有一个称为寄存器的临时存储器,用来存储一些反复被加工的数据,存取速度比内存和外存要快得多。
⒉变量的生存期:C语言中的变量可用两种方法建立:在编译时分配存储单元,程序开始执行变量被创建,结束被撤销。
这种变量生存期为程序执行的整个过程,在该过程中占有固定存储空间,称为永久存储;另一种是在某一段时间内存在,函数的形参和在函数体中的定义的变量,在程序进入该函数,才分配存储空间,函数结束,存储空间又被撤销,称为动态存储。