程序设计方法学 第二章 程序设计的基本理论
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程序设计基础复习知识点整理1.编程语言概述-什么是编程语言-常见的编程语言种类及特点-编程语言的发展历史2.程序的基本概念-程序的定义与作用-程序的编写过程-程序的执行过程-程序的调试与测试3.数据类型-基本数据类型的定义与特点-引用数据类型的定义与特点-数据类型的转换与操作4.变量与常量-变量的定义与声明-变量的赋值与引用-常量的定义与使用5.运算符与表达式-算术运算符的使用与优先级-逻辑运算符的使用与优先级-赋值运算符的使用与优先级-表达式的求值与结果6.控制流程-顺序结构的控制-分支结构的控制-循环结构的控制-控制流程的嵌套与组合7.函数与模块-函数的定义与调用-函数的参数与返回值-模块的定义与使用-模块的分割与合并8.数组与字符串-数组的定义与使用-数组的遍历与操作-字符串的定义与使用-字符串的比较与操作9.文件与输入输出-文件的打开与关闭-文件的读取与写入-输入输出的基本操作-输入输出的格式控制10.错误处理与异常-错误处理的基本思路-异常的定义与抛出-异常的捕捉与处理-异常处理的原则与注意事项以上是程序设计基础的复习知识点的整理,下面补充详细内容。
1.编程语言概述-编程语言是一种用于描述计算机程序的形式化语言,用于指导计算机执行特定任务。
- 常见的编程语言种类包括C、C++、Java、Python、JavaScript等,每种编程语言有其自身的特点和用途。
-编程语言的发展经历了机器语言、汇编语言、高级语言等阶段,不断提高程序的可读性、可维护性和可移植性。
2.程序的基本概念-程序是一系列指令的集合,描述了完成项任务所需的计算机操作。
-程序的编写过程包括问题分析、算法设计、代码实现、调试和测试等步骤。
-程序的执行过程包括输入数据、处理数据和输出结果等步骤。
-程序的调试与测试是发现和修复错误的过程,包括逐行调试、运行时错误报告和测试用例编写等方法。
3.数据类型-基本数据类型用于存储简单的数据,如整数、浮点数、字符和布尔值等。
第2章程序设计的基本方法对于初学者来说,写出一个满足题目要求的程序并不是一件简单的事情。
明明已经了解和掌握了C语言中各种语句的语法和语义以及C程序的基本结构,对题目的要求似乎也都清楚,但就是不知道怎样写出一个满足题目要求的程序:或者是程序运行所产生的结果不对,或者是程序一运行就崩溃,或者有时感觉根本就无从下手。
出现这种情况是很正常的。
编程是用程序设计语言描述一种可以让计算机准确执行的计算过程,以期完成所需的计算。
这里涉及内容和表达两个方面。
所谓内容就是要有明确的解决问题的思路和方案,所谓表达就是使用程序设计语言对问题的解决方案,包括计算的过程和步骤、所采用的算法和数据结构等,进行准确的描述。
大部分初学者在程序设计的学习过程中首先把注意力集中在对程序设计语言本身的学习上,需要了解和掌握程序设计语言的基本要素、熟记各种关键字和各种语句的语法、含意和基本使用方法,因此还没有足够的时间和精力去学习和掌握使用这些语句去编写程序的方法和技巧,更难以关注如何从任务的要求入手,构思一个合理的解决方案,以及如何准确有效地实现这一方案,保证所完成的程序正确可靠地运行。
这是学习过程中的一个必然阶段,就好像人们首先要学习和掌握写字和造句,然后才能练习写文章一样。
但是,如果注意掌握正确的学习方法,在学习程序设计语言的同时注意学习程序设计的方法和对程序设计语言的运用,则可以收到事半功倍的效果。
和学习写作需要掌握遣词造句、布局谋篇、起承转合相类似,学习程序设计也要掌握一些专门的方法。
与使用自然语言写作相比,程序设计语言的词汇和语法都要简单得多,写程序的方法和步骤也更加规范和易于掌握。
因此,经过一定的学习和练习,编写符合题目要求的程序将不再是一件很困难的事情。
2.1 程序设计的基本过程和解决任何其他问题一样,在进行程序设计时,需要首先明确的是需要解决的问题和已知的条件。
只有在这两者都明确的情况下,才有可能找到从出发点通向目标的正确道路。
第二章程序设计基础2.1程序设计方法与风格程序设计是一门艺术,需要相应的理论、技术、方法和工具来支持。
就程序设计方法和技术的发展而言,主要经过了结构化程序设计和面向对象程序设计阶段。
除了好的程序设计方法和技术外,程序设计风格也是很重要的。
因为程序设计风格会深刻地影响软件的质量和可维护性,良好的程序设计风格可以使程序结构清晰合理,使程序代码便于维护,因此程序设计风格对保证程序的质量是很重要的。
一般来说,程序设计风格是指编写程序时所表现出的特点、习惯和逻辑思路。
程序是由人来编写的,为了测试和维护程序,往往还要阅读和跟踪程序,因此程序设计的风格总体而言应该强调简单和清晰,程序必须是可理解的。
可以认为,著名的“清晰第一,效率第二”的论点已成为当今主导程序设计风格。
要形成良好的程序设计风格,主要应注重和考虑下述一些因素。
1、源程序文档化源程序文档化应考虑如下几点:(1)符号名的命名:符号名的命名应具有一定实际意义,以便于对程序功能的理解。
(2)程序注释:正确的注释能够帮助读者理解程序。
注释一般包括序言性注释和功能性注释。
序言性注释通常位于每个程序的开头部分,它给出程序的整体说明,主要描述内容包括:程序标题、程序功能说明、主要算法、接口说明、程序位置、开发简历、程序设计者、复审者、复审日期、修改日期等。
功能性注释的位置一般嵌在源程序体之中,主要描述其后的语句或程序做什么。
(3)视觉组织:为使程序的结构一目了然,可以在程序中利用空格、空行、缩进等技巧使程序层次清晰。
2、数据说明的方法在编写程序时,需要注意数据说明的风格,以便使程序中的数据说明更易于理解和维护。
一般应注意以下几点:(1)数据说明的次序规范化。
鉴于程序理解、阅读和维护的需要,使数据说明次序固定,可以使数据的属性容易查找,也有利于测试、排错和维护。
(2)说明语句中变量安排有序化。
当一个说明语句说明多个变量时,变量按字母顺序排列为好。
(3)使用注释来说明复杂数据的结构。
1.1 程序与程序语言1.2.1 程序与程序语言1.计算机语言什么是计算机语言?为什么要使用计算机语言?过去,一提到语言这个词,人们自然想到的是像英语、汉语等这样的自然语言,因为它是人和人相互交流信息不可缺少的工具。
而今天,计算机遍布了我们生活的每一个角落,除了人和人之间的相互交流之外,我们必须和计算机交流。
用什么样的方式和计算机做最直接的交流呢?人们自然想到的是最古老也最方便的方式--语言。
人和人交流用的是双方都能听懂和读懂的自然语言,同样,人和计算机交流也要用人和计算机都容易接受和理解的语言,这就是计算机语言。
人们用自然语言讲述和书写,目的是给另外的人传播信息。
同样,我们使用计算机语言把我们的意图表达给计算机,目的是使用计算机。
计算机语言是根据计算机的特点而编制的,它没有自然语言那么丰富多样,而只是有限规则的集合,所以它简单易学。
但是,也正因为它是根据机器的特点编制的,所以交流中无法意会和言传,而更多地表现了说一不二,表现了"规则"的严谨。
例如该是";"的地方不能写成".",该写"a"的地方不能写成"A",这使得人和计算机的交流在一开始会有些不习惯。
不过,只要认识到计算机语言的特点,注意学习方法,把必须的严谨和恰当的灵活相结合,一切都会得心应手。
2.程序我们知道,计算机是一种具有内部存储能力的自动、高效的电子设备,它最本质的使命就是执行指令所规定的操作。
如果我们需要计算机完成什么工作,只要将其步骤用诸条指令的形式描述出来,并把这些指令存放在计算机的内部存储器中,需要结果时就向计算机发出一个简单的命令,计算机就会自动逐条顺序执行操作,全部指令执行完就得到了预期的结果。
这种可以被连续执行的一条条指令的集合称为计算机的程序。
也就是说,程序是计算机指令的序列,编制程序的工作就是为计算机安排指令序列。
但是,我们知道,指令是二进制编码,用它编制程序既难记忆,又难掌握,所以,计算机工作者就研制出了各种计算机能够懂得、人们又方便使用的计算机语言,程序就是用计算机语言来编写的。
计算机科学与技术专业选修课程《程序设计方法学》选课介绍课程英文名称:Programming Methodology是否是双语课程:否教师:杨宗源办公地址:闵行校区信息楼319室办公电话:54345109Email:yzyuan@课程内容介绍:讲授程序设计方法学的地位和重要性;程序控制结构构成的基本原理、基本成份;数据类型、数据抽象、抽象数据类型对程序设计及程序设计语言的影响及重要性;程序正确性证明的基本方法;形式化软件开发的基本原理和典型方法;并行程序设计基本概念,并行程序设计的基本方法.教材:教材:无参考书目:1. 《程序设计方法学》胡正国国防工业出版社2. 《程序设计方法学基础》陈火旺湖南科学技术出版社3. 《程序设计方法学》仲萃豪吉林大学出版社4. 《程序设计方法学教程》张幸儿南京大学出版社5. 《现代软件工程》周之英科学出版社6. 《形式语义学基础与形式说明》屈延文科学出版社7. 《The Science of Programming》Gries, D.8. 《Communicating Sequential Processos》Hoare,C.A.R9. 《Programming from Specification》Carroll Morgan10. 《对象技术导论》冯玉琳科学出版社先修课程:计算机科学技术专业本科的主干课程. 教学实施:课堂讲授讲课大纲:第一章.综述1.程序设计方法学发展与回顾2.若干有争议问题的讨论第二章.程序的基本结构1.Proper程序和Prime程序2.复合程序3结构定理.4.递归结构定理第三章.程序的数据结构1.类型与类型系统程序2.程序设计语言中的数据类型3.抽象与抽象数据类型4.面向对象方法5.面向方面编程第四章.程序的正确性证明1.程序规范与程序的正确性定义2.部分正确性证明方法3.完全正确性证明方法4.最弱前置谓词第五章.程序的形式推导方法1.面向目标的程序推导方法2.不变式推导方法第六章.程序设计的形式化方法1.概述2.基于代数方法的规范语言– OBJ3.基于模型方法的规范语言– VDM第七章.并行程序设计方法1.基本概念2.并行系统3. 并行程序设计语言4.通讯顺序进程(CSP)上课时间:上课时间:每周3节考核方式:笔试(闭卷) 100%可选学生人数:20人其他说明:本课程是硕士研究生的学位基础课。
程序设计基础知识(简答题)程序设计基础知识计算机科学与技术的发展让我们深刻认识到程序设计的重要性。
程序设计是计算机科学的核心和基础,是实现计算机应用的关键。
本文将从简答题的角度探讨程序设计基础知识。
一、什么是程序设计?程序设计是指按照一定的计划和步骤,根据所需的功能和要求,使用编程语言编写计算机程序的过程。
具体来说,程序设计包括问题分析、算法设计、编程实现和调试测试等环节。
通过程序设计,我们可以使用计算机实现各种应用,如操作系统、应用软件、网站开发等。
二、程序设计的基本步骤1. 问题分析程序设计的第一步是对问题进行分析。
我们需要明确问题的需求,了解输入、输出和处理的要求。
通过仔细分析问题,可以确定程序设计的方向和目标。
2. 算法设计在问题分析的基础上,我们需要设计符合问题要求的算法。
算法是解决问题的步骤和方法的描述,是程序的核心部分。
良好的算法能够提高程序的效率和可靠性。
3. 编程实现算法设计完成后,我们需要选择合适的编程语言将算法转化为可执行代码。
不同的编程语言有不同的语法和特性,我们需要选择最适合问题需求的编程语言进行实现。
4. 调试测试编程实现完成后,我们需要进行调试测试。
调试是指通过检查和修复程序中的错误,确保程序能够正确运行。
测试是指对程序进行各种输入和情况的验证,以确保程序的鲁棒性和正确性。
三、常见的程序设计范式1. 结构化程序设计结构化程序设计是一种以模块化为基础的程序设计方法。
它将程序划分为多个独立的模块,每个模块完成特定的功能。
结构化程序设计通过模块化和抽象化,使程序更易于编写和维护。
2. 面向对象程序设计面向对象程序设计是一种以对象为中心的程序设计方法。
它将程序中的数据和操作封装成对象,通过定义类和对象之间的关系,实现程序的功能。
面向对象程序设计具有模块性和可重用性的特点。
3. 声明式程序设计声明式程序设计是一种以描述问题为主的程序设计方法。
它通过描述问题的性质和约束条件,由计算机自动推导出解决问题的过程。
程序设计的基础知识程序设计是计算机科学中至关重要的领域之一,它涉及到编写、测试和维护计算机程序的过程。
学习和掌握程序设计的基础知识对于想要成为一名优秀的软件开发人员至关重要。
本文将介绍一些程序设计的基础知识,包括算法与数据结构、编程语言和软件开发方法。
一、算法与数据结构1. 算法算法是解决问题的一系列清晰而有限的指令步骤。
通过设计和实现高效的算法,我们可以解决各种计算问题。
算法应该具有清晰的输入和输出,以及确定性(给定相同的输入,应该始终得到相同的输出)。
常见的算法设计方法包括贪心算法、分治算法、动态规划和回溯算法。
2. 数据结构数据结构是组织和存储数据的方式。
选择合适的数据结构对于程序的性能至关重要。
常见的数据结构包括数组、链表、栈、队列、树和图。
不同的数据结构适用于不同的问题,比如数组适用于随机访问,链表适用于插入和删除操作。
二、编程语言编程语言是程序设计的工具,通过它我们可以将算法和数据结构转化为计算机可执行的指令。
常见的编程语言包括C、C++、Java、Python等。
选择适合自己的编程语言是非常重要的,它应该考虑到编程经验、项目需求和个人喜好等因素。
1. CC是一种底层的编程语言,它提供了对计算机硬件的细粒度控制。
C语言具有高性能和高效的内存管理,适用于系统级编程和嵌入式开发。
2. C++C++是C语言的扩展,它增加了面向对象编程的特性。
C++具有更强大的抽象能力和代码重用性,适用于大型软件开发和高性能计算。
3. JavaJava是一种面向对象的编程语言,具有跨平台性和强大的安全性。
Java适用于开发Web应用程序和企业级应用程序。
4. PythonPython是一种简单易学的编程语言,它注重代码的可读性和简洁性。
Python适用于快速原型开发和科学计算。
三、软件开发方法软件开发方法是一套用于组织、管理和控制软件开发过程的规范和工具。
常见的软件开发方法包括瀑布模型、敏捷开发和迭代开发。
程序设计的基本方法
1.理解问题:正确理解和定义问题,明确问题的目标和要求。
2.制定计划:为解决问题制定计划,包括确定算法和数据结构,确定实现方式。
3.表达算法:使用一定的符号或者语言来表达算法。
4.编写程序:将算法转化成程序代码的形式实现。
5.测试程序:检查程序是否符合要求,发现程序错误,并不断进行调试和修改。
6.维护程序:对程序进行改进和维护,满足新的需求,或者修复程序漏洞。
7.文档化:编写适当的文档来说明程序实现的具体过程和细节,方便其他人理解和使用。
ACM Association
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程序设计基础讲义
张仲曦
1.程序设计的原则
清晰第一,效率第二.........。
2.结构化程序设计
a.基本原则
1)自顶向下
2)逐步求精
3)模块化
4)限制使用goto 语句
b.基本结构
1)顺序结构
2)选择结构
3)循环结构
3.面向对象程序设计
基本原理是使用现实世界的概念抽象地思考问题从而自然地解决问题。
面向对象程序设计强调模拟现实世界中的概念而不强调算法。
(摘自参考书,理解与否均可)
面向对象程序设计主要考虑提高程序的可重用性....。
可重用性指重复使用相同或相似程序元素的过程,重用性越强,程序元素在不同场合下的适应性越强。
(依旧是理解与否均可) 在面向对象程序设计方法出现以前,人们使用的是面向过程的程序设计方法。
a.基本要素
1)对象
客观世界中的任何实体。
特点:
标识唯一性、分类性、多态性、封装性(能实现信息隐蔽)、模块独立性好。
2)类
对象的抽象。
比如,Tom 和Jerry 是两个对象,均属于动物,而动物则是Tom
和Jerry 的类。
3)继承
比如对于动物类而言,它可以派生出爬行动物类,两栖动物类等等。
后两种类
属于动物类的子类,它们具有动物类的全部属性:能呼吸、恒温等等。
子类从父类获得属性的过程,称作继承。
4)消息
5)抽象性
b.特性
封装性、继承性、多态性。
什么是程序设计程序设计,通常被称为编程,是创建软件的过程,它涉及到使用特定的编程语言来编写代码,这些代码能够指导计算机执行特定的任务或解决特定的问题。
程序设计是一个创造性的过程,它要求程序员不仅要有扎实的技术知识,还要有解决问题的能力。
程序设计的基础程序设计的基础包括以下几个方面:1. 编程语言:每种编程语言都有自己的语法和规则,例如Python、Java、C++等。
2. 算法:算法是解决问题的步骤,是程序设计中的核心。
3. 数据结构:数据结构是组织和存储数据的方式,如数组、链表、栈、队列、树等。
4. 控制结构:控制结构包括条件语句(如if-else)和循环语句(如for、while),它们控制程序的流程。
程序设计的步骤1. 需求分析:了解用户需求,明确软件需要实现的功能。
2. 设计:设计软件的架构和用户界面。
3. 编码:使用编程语言编写代码实现设计。
4. 测试:检查代码是否有错误,确保软件按预期工作。
5. 调试:修正代码中的错误。
6. 维护:软件发布后,根据用户反馈进行更新和改进。
编程语言的选择选择编程语言通常取决于项目需求、性能要求、开发团队的熟悉度等因素。
例如:- Python:以其简洁的语法和强大的库而闻名,适合初学者和快速开发。
- Java:以其跨平台能力和广泛的应用领域而受到青睐。
- C++:以其高性能和系统级编程能力而广泛应用于游戏开发和高性能应用。
程序设计的挑战程序设计并非没有挑战,以下是一些常见的问题:1. 复杂性管理:随着软件规模的增长,管理代码的复杂性成为一个挑战。
2. 性能优化:确保软件运行高效,尤其是在资源受限的环境中。
3. 安全性:保护软件不受恶意攻击和数据泄露。
4. 可维护性:编写易于理解和维护的代码,以便于未来的更新和扩展。
程序设计的未来趋势随着技术的发展,程序设计也在不断进步:1. 人工智能和机器学习:这些技术正在被集成到软件开发中,以提高软件的智能性和自动化程度。