2023/2/1第六章程序編碼編碼的目的:是使用選定的程序設計語言，把模塊的過程性描述翻譯為用該語言書寫的源程序（源代碼）模塊的過程性描述(不可執行的)源程序(可執行的)編碼6.1編碼的目的2023/2/1清晰性效率開發時間程序輸出內存數語句數程序可讀性最佳輸出可讀性最佳占內存最小語句數最少開發時間最短1-21-245321433351243521442-352-31編碼要求結果名次評判項目Winberg

的程序實驗結果2023/2/1結構化程序設計是一種設計程序的技術，它采用自頂向下逐步細化的設計方法和單入口(Singleentry)單出口（Singleexit）的控制結構。這種控制結構包括有：

順序、選擇和循環。

6.2結構化程序設計（StructuredProgramming）2023/2/1……for(a=1,b=1;a<=100,a++){if(b>=20)break;if(b%3==1){b+=3;continue;}b-=5;}……a<=100FTb>=20b%3==1b+=3a++b-=5TFFTa=0,b=1單入口

M1單出口2023/2/1A<BA,B,CB<CA<C打印BFTFTTF打印C打印A……If(A.LT.B)goto120If(B.LT.C)goto110100write(6,*)C

goto140

110write(6,*)B

goto140

120If(A.LT.C)goto130

goto100

130write(6,*)A140continue-----單入口多出口結構

M22023/2/1無節制地使用了GOTO語句所產生的程序流程

M2023/2/1一、結構化程序設計的原則1、使用語言中的順序、選擇、重復等有限的基本控制結構表示程序2、選用的控制結構只準許有一個入口和一個出口3、程序語句組成容易識別的塊（Block）,每塊只有一個入口和一個出口4、復雜結構應該用基本控制結構進行組合嵌套來實現5、嚴格控制GOTO語句2023/2/1……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)

gotofinish;if(F0*Fm>0){X0=Xm;F0=Fm;}elseX1=Xm;

}finish:printf(“%d\n”,Xm);}2023/2/1Begin(F0*F1)<=0

X0=aX1=bi=1

Xm=(X0+X1)/2Fm=F(m)Q(F0*Fm)>0

X0=Xm

X1=Xm

F0=FmTTXmFTFF

F0=F(a)F1=F(b)11End22

i<=n

i

Q=abs((Fm)<eps||abs(X1-X0)<eps)2023/2/1……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;}elseX1=Xm;

}

printf(“%d\n”,Xm);}2023/2/1……F0=F(a);F1=F(b);if(F0*F1<=0){X0=a;X1=b;i=1;finish=0;

while(i<=n&&finish==0)

{

Xm=(X0+X1)/2;Fm=F(Xm);if(abs(Fm)<eps||abs(X1-X0)<eps)finish=1;

if(finish==0);if(F0*Fm>0){X0=Xm;F0=Fm;}elseX1=Xm;i++;

}

printf(“%d\n”,Xm);}2023/2/1二、程序設計自頂向下，逐步求精1、程序設計是一個由粗到細的“漸進”的過程

2、程序設計不僅包括對控制結構的設計，也包括對數據結構的設計。二者都要一步一步地細化。采用逐步細化方法設計程序的步驟列出問題的初步解分解主要問題

繼續細化利用圖形工具或偽代碼描述程序的詳細邏輯2023/2/1用逐步細化方法設計一個程序，其功能為“從一組數中找出最大的數”

舉例第一步：列出問題的初步解1：輸入一組數2：找出其中最大的數3：輸出最大的數2023/2/1第二步：分解主要問題2.1：首先讀入一個數并設其為最大的數2.2：將該數逐次與其它數進行比較2.3：若有大于該數的則將其保存2023/2/1第三步：確定數據結構3.1：定義一數組A3.2：max=A(1)3.3：從A(2)至A(n)開始比較3.4：若當前數大于max,則令：max=A(i)2023/2/1第四步：用PDL描述InputarrayASetMax=A(1)DOfori=2toNIFMax<A(i)SetMax=A(i)ENDIFENDDOPrintMax2023/2/1練習請用逐步細化方法設計一由下列描述的程序結構讀入一段任意長度的英語課文，將其分解為單字，然后輸出一張單詞表(listofwords),并指出每種單詞在課文中的出現次數。2023/2/1三、程序復雜性的度量程序復雜性主要是指模塊內部程序的復雜性。它直接關系到軟件開發費用的多少，開發周期的長短和軟件和軟件內部潛伏錯誤的多少。同時它也是軟件可理解性的另一種度量。2023/2/1它可以用來計算任何一個程序的復雜性；對于不合理的程序，例如對于長度動態增長的程序，或者對于原則上無法排錯的程序，不應當使用它進行復雜性計算；為了度量程序復雜性，要求復雜性度量應滿足以下假設：2023/2/1如果設每行代碼的出錯率為每100行源程序中可能的錯誤數目。例如，每行代碼的出錯率為1%，也就是說，每100行源程序中就可能有一個錯誤。1、代碼行度量法：統計程序中的源代碼的行數較小的程序---1.3%～1.8%/行較大的程序---2.7%～3.2%/行2023/2/1該方法是利用程序模塊的程序圖中環路的個數，來計算程序的復雜性的。為此，該方法也稱為環路復雜度計算法。2、McCabe度量法利用程序的控制流來度量程序的復雜性

它是一種退化了的程序流程圖。即:把程序流程圖中每個處理符號都退化成一個結點，而原來流程圖中的流程線，則變成連接不同結點的有向弧。2023/2/1(1)程序圖符號2023/2/12023/2/1TC1C2CABED(2)從流程圖導出程序圖A開始C1BCED結束C2TF2023/2/1(3)環路復雜性的計算方法

V(G)=m-n+2p說明：V(G)是有向圖G中環路數；

m:為圖G中弧數；

n:為圖G中節點數；

p:為圖G中強連通分量個數；

A

B

C

D

E

F

G

H

K

L

I

V(G)=13-11+2=4McCabe的環路復雜性度量值為42023/2/1練習請將右側給出的程序流程圖轉換為程序圖并計算其環路值。a<=100FTb>=20b%3==1b+=3a++b-=5TFFTa=0,b=12023/2/1程序的環路復雜度則取決于程序控制流的復雜度，也就是取決于程序結構的復雜程度。當程序內分支或循環個數增加時，則相應地環域復雜度也隨之增加。因此，它是對測試難度的一種定量度量，也能對軟件最終的可靠性給出某種預測。(4)、環路復雜度的用途V(G)<=102023/2/1練習請用程序流程圖描述下列問題的算法，再將其轉換為程序圖并計算其環路值。請定義一個數組a，要求找出數組中最大數和最小數，并把最大數和a[0]

中的數對調、最小數和a[1]

中的數對調。2023/2/1練習請畫出下列偽代碼程序的流程圖、程序圖并計算它的環路復雜度。

LOOP:DoWhileZ>0A=A+1IFA>10THENX=AELSEY=ZENDIFIFY<5THENPRINTX,YELSEIFY=2THENGOTOLOOPELSEC=3ENDIFENDIFG=H+RENDDOIFF>0THENPRINTGELSEPRINTKENDIFSTOP2023/2/1四、程序效率程序效率是指程序的執行速度及程序占用的存儲空間。程序編碼是最后提高運行速度和節省存儲機會，因此在此階段不能不考慮程序的效率。2023/2/11、算法對效率的影響源程序的效率與詳細設計階段確定的算法的效率有著直接的關系。當我們把詳細設計翻譯并轉換成源代碼之后，那么算法效率就會反映為程序的執行速度和存儲容量的要求2023/2/1（1）在編程序前，盡可能化簡有關的算術表達式和邏輯表達式（2）仔細檢查算法中的嵌套的循環，盡可能將某些語句或表達式移到循環外面（3）盡量避免使用多維數組（4）盡量避免使用指針和復雜的表（5）不要混淆數據類型，避免在表達式中出現類型混雜（6）盡量采用整數算術表達式和布爾表達式（7）選用等效的高效率算法轉換過程中的指導原則是：2023/2/1

∑∑(i+1)2(j+2)203

i=1j=1舉例請設計求解下列問題的算法2023/2/1main(){inti,j;floatsum;sum=0.0;for(i=1;i<=20;i++)for(j=1;j<=3;j++)sum=sum+(i+1)*(i+1)*(j+2);printf(“sum=%d\n”,sum);}

∑∑(i+1)2(j+2)203i=1j=1內循環次數20*4=80外循環次數21總循環次數101

2023/2/1main(){inti,j;floatsum;sum=0.0;for(j=1;j<=3;j++)for(i=1;i<=20;i++)sum=sum+(i+1)*(i+1)*(j+2);printf(“sum=%d\n”,sum);}應把變化范圍大的循環變量放在內層。內循環次數3*21=63外循環次數4總循環次數672023/2/1main(){inti,j;floatsum;sum=0.0;for(j=1;j<=3;j++)for(i=1;i<=20;i++)sum=sum+(i+1)*(i+1)*(j+2);printf(“sum=%d\n”,sum);}

j+2

共計執行了

3*20=60次

重復執行57次2023/2/1main(){inti,j;floatsum;sum=0.0;for(j=1;j<=3;j++){k=j+2;for(i=1;i<=20;i++)sum=sum+(i+1)*(i+1)*k;}printf(“sum=%d\n”,sum);}

j+2

共計執行了

3次

減少了57次應盡量把與循環變量無關的運算移到循環外去。2023/2/1main(){inti,j;floatsum;sum=0.0;for(j=1;j<=3;j++){k=j+2;for(i=1;i<=20;i++)sum=sum+(i+1)*(i+1)*k;printf(“sum=%d\n”,sum);}

i+1

共計執行了

60+60=120次

2023/2/1main(){inti,j;floatsum;sum=0.0;for(j=1;j<=3;j++){k=j+2;for(i=1;i<=20;i++){m=i+1;sum=sum+m*m*k;}printf(“sum=%d\n”,sum);}

i+1

共計執行了

60次

2023/2/1練習從鍵盤輸入10個整數，要求按有小到大的順序將它們輸出。請采用比較交換法和選擇法對上述10條數據進行排序，然后分別對這兩種方法進行比較，并從程序的運行了效率的角度對兩個程序進行比較。2023/2/1

main(){inta[10],i,j,t;for(i=0;i<10;i++)scanf(“%d”,&a[i]);for(i=0;i<9;i++)for(j=i+1;j<10;j++)if(a[j]<a[i]){t=a[j];a[j]=a[i];a[i]=t;}for(i=0;i<10;i++)printf(“%2d”,a[i]);}2023/2/1

……for(i=0;i<9;i++){k=i;for(j=i+1;j<10;j++)if(a[j]<a[k])k=j;if(k<>j){t=a[j];a[j]=a[k];a[k]=t;}}……2023/2/1五、程序設計風格Codingstyle1、保持控制流的直線性(1)、對多入口和多出口的控制結構要作適當的處理

……IfC1thenS110S2

20IfC2thenSngoto10

C1S1S2C2SnTT多入口循環結構2023/2/1IfC1thenS1elseS2While(notC2)doS2SnC1S1C2SnTTS2S2改進后的循環結構重復環節法2023/2/110if(notC1)thenS2if(notC2)thenSnS1goto10多出口循環結構C1S2TTC2S1Sn2023/2/1while(C1andC2)doS1If(not(C1)thenS2Sn經過處理后的單出口循環結構C1andC2S2TC1S1SnT邏輯分析法2023/2/1while(C1)doBeginS1IfC2thengoto10elseS2End10Sn

EXIT:=false

while(C1and(notEXIT))doBeginS1IfC2thenEXIT:=trueelseS2End10Sn標志變量法標志變量breakExitdoExitfor2023/2/1SUM=0Doinputxifx=0thenexit

do

SUM=SUM+xloopuntilSUM>1000PrintSUM使用TureBasic

語言中的專用語句退出循環上面程序的功能是：從鍵盤輸入一個數，并累加到總和中。當總和超過1000或輸入為0時則停止輸入，并打印出總和。2023/2/1if(N>=0)then

if(N能被2整除）thenprint“正偶數”elseprint“負數”

導致二義性的then-if

結構(2)、避免使用模糊或費解的結構if(N<0)thenprint“負數”

elseif(N能被2整除）thenprint“正偶數”

2023/2/1WhileC1IfC2thenWhileC3IfC4thenRepeat

SUntilC5

Loop

Loop…….

費解的深層嵌套結構嵌套層最好不要超過3層2023/2/1二、保持控制流的局部性

局部性是程序設計的一條準則。像應用甚廣的模塊化設計，可看成是局部化原理在總體設計中的具體體現。其實，在編碼時也要遵守局部化的原則，這就是保持控制流的局部性，其目的不僅是為了提高程序的清晰度，也有利于防止錯誤的擴散，提高程序的可修改性。2023/2/11、GOTO

語句的使用準則向前不向后的規則……while(C1>0）{S1=S1+C1;if(S1>1000)gotolabel;……}……

label:S2=a+b;……2023/2/1goto的目的地最好在同一控制結構內部，或者離本結構出口相近的地方。……

10IF(.NOT.C)GOTO20SGOTO10

20CONTINUE……

while(C1)doBeginS1ifC2thengoto10End

10Sn

122023/2/1C1C2C3TTTFe1e2e32、GOTO

語句的常見用法請將右側的具有多個循環出口的結構改寫為單出口結構2023/2/1C1C2C3TTTFe1e2e3(用GOTO語句提前退出循環)方法一:EXIT2=false;EXIT3=false;while(C1)and(not(EXIT2)and(not(EXIT3)do

begin……ifC2thenEXIT2:=true;……ifC3thenEXIT3:=true;

……endif(EXIT2)thengoto20;if(EXIT3)thengoto30;goto40;

20:{C2為真時執行的語句}gotot40;30:{C3為真時的語句}40:Sn{后續語句}標志變量2023/2/1whileC1dobegin……