全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)C語言輔導(dǎo)講義

1、全國計(jì)算機(jī)等級(jí)考試二級(jí)公共基礎(chǔ)知識(shí)輔導(dǎo)講義第一章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法1.1 算法1 對(duì)特定問題求解 步驟的一種描述 。*:算法不等于程序,也不等于計(jì)算方法。程序的編制不可能優(yōu)于算法的設(shè)計(jì)。2、算法的基本特征(1 可行性。 針對(duì)實(shí)際問題而設(shè)計(jì)的算法,執(zhí)行后能夠得到滿意的結(jié)果。(2 確定性。 每一條指令的含義明確,無二義性。并且在任何條件下,算法只 有唯一的一條執(zhí)行路徑,即相同的輸入只能得出相同的輸出。(3 有窮性。 算法必須在有限的時(shí)間內(nèi)完成。有兩重含義,一是算法中的操作 步驟為有限個(gè),二是每個(gè)步驟都能在有限時(shí)間內(nèi)完成。(4 擁有足夠的情報(bào)。 算法中各種運(yùn)算總是要施加到各個(gè)運(yùn)算對(duì)象上,而這些 運(yùn)算對(duì)

2、象又可能具有某種初始狀態(tài),這就是算法執(zhí)行的起點(diǎn)或依據(jù)。因此, 一個(gè) 算法執(zhí)行的結(jié)果總是與輸入的初始數(shù)據(jù)有關(guān),不同的輸入將會(huì)有不同的結(jié)果輸 出。當(dāng)輸入不夠或輸入錯(cuò)誤時(shí),算法將無法執(zhí)行或執(zhí)行有錯(cuò)。一般說來,當(dāng)算法 擁有足夠的情報(bào)時(shí), 此算法才是有效的; 而當(dāng)提供的情報(bào)不夠時(shí), 算法可能無效。 *:綜上所述,所謂算法,是一組嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囟x運(yùn)算順序的規(guī)則,并且每一個(gè)規(guī)則 都是有效的,且是明確的,此順序?qū)⒃谟邢薜拇螖?shù)下終止。3、算法復(fù)雜度主要包括時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。(1 程中所需基本運(yùn)算的執(zhí)行次數(shù)來度量。(2內(nèi)存空間 。 1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念1 2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要研究和討論以下三個(gè)方面的問題:(1

3、數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)包含:1表示數(shù)據(jù)元素的信息; 2表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后 件關(guān)系。(2在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí),各數(shù)據(jù)元素在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)關(guān)系,即數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) 結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 有 順序、鏈接、索引等 。1 順序存儲(chǔ) 。它是把 邏輯上相鄰 的結(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)在 物理位置相鄰的存儲(chǔ)單元里 ,結(jié) 點(diǎn)間的邏輯關(guān)系由存儲(chǔ)單元的鄰接關(guān)系來體現(xiàn)。 由此得到的存儲(chǔ)表示稱為順序存 儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。2 鏈接存儲(chǔ)。 它 不要求邏輯上相鄰 的結(jié)點(diǎn)在 物理位置上亦相鄰 ,結(jié)點(diǎn)間的邏輯 關(guān)系是由附加的指針字段表示的。由此得到的存儲(chǔ)表示稱為鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。3索引存儲(chǔ):除建立存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)信息外, 還建立附加的索引表來標(biāo)識(shí)結(jié)點(diǎn)的地址。 *:數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)

4、構(gòu)反映數(shù)據(jù)元素之間的邏輯關(guān)系,數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(也稱數(shù)據(jù) 的物理結(jié)構(gòu) 是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)空間中的存放形式。 同一種邏輯結(jié) 構(gòu)的數(shù)據(jù)可以采用不同的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),但影響數(shù)據(jù)處理效率。(3對(duì)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的運(yùn)算。3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)除了用二元關(guān)系表示外, 還可以直觀地用圖形表示。 在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖形表示中, 對(duì)于數(shù)據(jù)集合 D 中的每一個(gè)數(shù)據(jù)元素用中間標(biāo)有元素值的方框表示, 一般稱之為數(shù)據(jù) 結(jié)點(diǎn), 并簡稱為結(jié)點(diǎn); 為了進(jìn)一步表示各數(shù)據(jù)元素之間的前后件關(guān)系, 對(duì)于關(guān)系 R 中的 每一個(gè)二元組,用一條有向線段從前件結(jié)點(diǎn)指向后件結(jié)點(diǎn)。4、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 分為兩大類型 (11 僅有一個(gè)根結(jié)點(diǎn) ;

5、 2每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最 多有一個(gè)前件,也最多有一個(gè)后件。*:常見的線性結(jié)構(gòu)有線性表、棧、隊(duì)列和線性鏈表等。(2 *:常見的非線性結(jié)構(gòu)有樹、二叉樹和圖等。1.3 線性表及其順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)1 間的相對(duì)位置是線性的。線性表是由 n(n 0 個(gè)數(shù)據(jù)元素組成的一個(gè)有限序列, 表中的每一個(gè)數(shù)據(jù)元素,除了第一個(gè)外,有且只有一個(gè)前件,除了最后一個(gè)外, 有且只有一個(gè)后件(除了 第一個(gè)和最后一個(gè)元素以外,其余的都存在唯一的前件和后件 長度 。線性表可以為空表。*:線性表是一種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),它的存儲(chǔ)方式:順序和鏈?zhǔn)健?、線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)基本特點(diǎn):(1線性表中所有元素所占的存 儲(chǔ)空間是連續(xù)的 (連續(xù)的存儲(chǔ)空間 ;(2

6、線性表中各數(shù)據(jù)元素在存儲(chǔ)空間中 是按邏輯順序依次存放的 (邏輯相鄰的放在物理相鄰的存儲(chǔ)單元里 。*:由此可以看出,在線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中,其前后件兩個(gè)元素在存儲(chǔ)空間 中是緊鄰的, 且前件元素一定存儲(chǔ)在后件元素的前面, 可以通過計(jì)算機(jī)直接確定 第 i 個(gè)結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)地址。3、順序表的插入、刪除運(yùn)算(1順序表的插入運(yùn)算:在一般情況下,要在第 i (1 i n 個(gè)元素之前插入 一個(gè)新元素時(shí),首先要從最后一個(gè)(即第 n 個(gè)元素開始,直到第 i 個(gè)元素之間 共 n-i+1個(gè)元素依次向后移動(dòng)一個(gè)位置, 移動(dòng)結(jié)束后,第 i 個(gè)位置就被空出, 然 后將新元素插入到第 i 項(xiàng)。插入結(jié)束后,線性表的長度就增加了

7、1。*:順性表的插入運(yùn)算時(shí)需要移動(dòng)元素,在等概率情況下, 平均需要移動(dòng) n/2個(gè) 元素。代碼 :(i=i-1,i<=n-i+1,i+A (i+1 = A(i,A (i = B(2順序表的刪除運(yùn)算:在一般情況下,要?jiǎng)h除第 i (1 i n 個(gè)元素時(shí),則 要從第 i+1個(gè)元素開始, 直到第 n 個(gè)元素之間共 n-i 個(gè)元素依次向前移動(dòng)一個(gè)位 置。刪除結(jié)束后,線性表的長度就減小了 1。代碼: (i=i-1,i<=n-i,i+A(i = A(i+1*:進(jìn)行順性表的刪除運(yùn)算時(shí)也需要移動(dòng)元素,在等概率情況下,平均需要移動(dòng) (n-1 /2個(gè)元素。插入、刪除運(yùn)算不方便。1.4 棧和隊(duì)列1、棧及其基

8、本運(yùn)算 (棧是一種特殊的線性表,只能從 一端進(jìn)出 。在棧中, 允許插入與刪除的一端稱為棧頂, 不允許插入與刪除的另一端稱為棧底。 棧頂元素總是最后被插入的元素, 棧底元素總是最先被插入的元素。 即棧是按照 “先進(jìn)后出”或“后進(jìn)先出”的原則組織數(shù)據(jù)的。 (棧棧具有記憶作用。棧的基本運(yùn)算 :1 插入元素稱為入棧運(yùn)算;代碼:Int Push seqstack(seqstack *s,datatype x if (/ 判斷棧是否未滿;return 0;else s datastop=x ;return 1;2 刪除元素稱為退棧運(yùn)算;代碼:Int Push seqstack(seqstack *s,da

9、tatype x if ( / 判斷棧是否為空;return 0;else ;s top - - ;return 1;3讀棧頂元素是將棧頂元素賦給一個(gè)指定的變量,此時(shí)指針無變化。棧的存儲(chǔ)方式和線性表類似,也有兩種,即順序棧和鏈?zhǔn)綏！?、隊(duì)列及其基本運(yùn)算 (是一種特殊的線性表 。尾指針(Rear 指向隊(duì)尾元素,頭指針(front 指 向排頭元素的前一個(gè)位置(隊(duì)頭。 (隊(duì)列隊(duì)列運(yùn)算包括:1入隊(duì)運(yùn)算:從隊(duì)尾插入一個(gè)元素; 2退隊(duì)運(yùn)算:從隊(duì)頭刪除 一個(gè)元素。循環(huán)隊(duì)列及其運(yùn)算:所謂循環(huán)隊(duì)列, 就是將隊(duì)列存儲(chǔ)空間的最后一個(gè)位置繞到第 一個(gè)位置,形成邏輯上的環(huán)狀空間,供隊(duì)列循環(huán)使用。在循環(huán)隊(duì)列中,用隊(duì)尾指

10、針 rear 指向隊(duì)列中的隊(duì)尾元素, 用排頭指針 front 指向排頭元素的前一個(gè)位置, 因此,從頭指針 front 指向的后一個(gè)位置直到隊(duì)尾指針 rear 指向的位置之間, 所有的元素均為隊(duì)列中的元素。*:循環(huán)隊(duì)列中元素的個(gè)數(shù) =rear-front。1.5 線性鏈表1、線性表順序存儲(chǔ)的缺點(diǎn):(1插入或刪除的 運(yùn)算效率很低 。在順序存儲(chǔ)的線 性表中,插入或刪除數(shù)據(jù)元素時(shí)需要移動(dòng)大量的數(shù)據(jù)元素;(2線性表的順序 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)下,線性表的 存儲(chǔ)空間不便于擴(kuò)充; (3線性表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 不便 于 對(duì)存儲(chǔ)空間的 動(dòng)態(tài)分配 。2、線性鏈表:線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)稱為線性鏈表,是一種物理存儲(chǔ)單元上非 連續(xù)、

11、 非順序的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu), 數(shù)據(jù)元素的邏輯順序是通過鏈表中的指針鏈接來實(shí)現(xiàn) 的。因此,在鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)方式中,每個(gè)結(jié)點(diǎn)由兩部分組成:一部分用于存放數(shù)據(jù)元 素的值,稱為數(shù)據(jù)域;另一部分用于存放指針,稱為指針域,用于指向該結(jié)點(diǎn)的 前一個(gè)或后一個(gè)結(jié)點(diǎn)(即前件或后件,如下圖所示: 線性鏈表分為單鏈表、雙向鏈表和循環(huán)鏈表三種類型。在單鏈表中, 每一個(gè)結(jié)點(diǎn)只有一個(gè)指針域,由這個(gè)指針只能找到其后件結(jié)點(diǎn),而 不能找到其前件結(jié)點(diǎn)。因此, 在某些應(yīng)用中, 對(duì)于線性鏈表中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)設(shè)置兩 個(gè)指針,一個(gè)稱為左指針,指向其前件結(jié)點(diǎn);另一個(gè)稱為右指針,指向其后件結(jié) 點(diǎn),這種鏈表稱為雙向鏈表,如下圖所示: 3、線性鏈表的基本運(yùn)算(1在

12、線性鏈表中包含指定元素的結(jié)點(diǎn)之前插入一個(gè)新元素。*:在線性鏈表中插入元素時(shí),不需要移動(dòng)數(shù)據(jù)元素,只需要修改相關(guān)結(jié)點(diǎn)指針 即可,也不會(huì)出現(xiàn)“上溢”現(xiàn)象。(2在線性鏈表中刪除包含指定元素的結(jié)點(diǎn)。*:在線性鏈表中刪除元素時(shí),也不需要移動(dòng)數(shù)據(jù)元素,只需要修改相關(guān)結(jié)點(diǎn)指 針即可。(3將兩個(gè)線性鏈表按要求合并成一個(gè)線性鏈表。 (4將一個(gè)線性鏈表按要求進(jìn)行分解。 (5逆轉(zhuǎn)線性鏈表。 (6復(fù)制線性鏈表。(7線性鏈表的排序。(8線性鏈表的查找。 *:線性鏈表不能隨機(jī)存取。 4、循環(huán)鏈表及其基本運(yùn)算在線性鏈表中,其插入與刪除的運(yùn)算雖然比較方便,但還存在一個(gè)問題, 在運(yùn)算 過程中對(duì)于空表和對(duì)第一個(gè)結(jié)點(diǎn)的處理必須單獨(dú)

13、考慮, 使空表與非空表的運(yùn)算不 統(tǒng)一。為了克服線性鏈表的這個(gè)缺點(diǎn),可以采用另一種鏈接方式,即循環(huán)鏈表。數(shù)據(jù)域 指針域HEAD (a結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) (b一個(gè)非空的線性鏈表示意圖右指針左指針 數(shù)據(jù)域 (a結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu) HEAD(b一個(gè)非空的雙向鏈表示意圖與前面所討論的線性鏈表相比,循環(huán)鏈表具有以下兩個(gè)特點(diǎn):1在鏈表中增加 了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn), 其數(shù)據(jù)域?yàn)槿我饣蛘吒鶕?jù)需要來設(shè)置, 指針域指向線性表的第 一個(gè)元素的結(jié)點(diǎn),而循環(huán)鏈表的頭指針指向表頭結(jié)點(diǎn); 2循環(huán)鏈表中最后一個(gè) 結(jié)點(diǎn)的指針域不是空,而是指向表頭結(jié)點(diǎn)。即在循環(huán)鏈表中, 所有結(jié)點(diǎn)的指針構(gòu) 成了一個(gè)環(huán)狀鏈。下圖 a 是一個(gè)非空的循環(huán)鏈表,圖 b 是一個(gè)空的循

14、環(huán)鏈表: 循環(huán)鏈表的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是在循環(huán)鏈表中, 只要指出表中任何一 個(gè)結(jié)點(diǎn)的位置, 就可以從它出發(fā)訪問到表中其他所有的結(jié)點(diǎn), 而線性單鏈表做不 到這一點(diǎn);二是由于在循環(huán)鏈表中設(shè)置了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn),在任何情況下, 循環(huán)鏈 表中至少有一個(gè)結(jié)點(diǎn)存在,從而使空表與非空表的運(yùn)算統(tǒng)一。*:循環(huán)鏈表是在單鏈表的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)表頭結(jié)點(diǎn),其插入和刪除運(yùn)算與單 鏈表相同。 但它可以從任一結(jié)點(diǎn)出發(fā)來訪問表中其他所有結(jié)點(diǎn), 并實(shí)現(xiàn)空表與非 空表的運(yùn)算的統(tǒng)一。 1.6 樹與二叉樹 1、樹的基本概念 非線性結(jié)構(gòu) 。 在樹這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中, 所有數(shù)據(jù)元素之間的關(guān)系具 有明顯的層次特性。 在樹結(jié)構(gòu)中, 沒有前件

15、的結(jié)點(diǎn)只有一個(gè), 稱為樹的根結(jié)點(diǎn),簡稱樹的根。 每一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以有一個(gè)或者多個(gè)后件,稱為該結(jié) 沒有后件 在樹結(jié)構(gòu)中,一個(gè) 結(jié)點(diǎn) 所擁有 的后件的個(gè)數(shù) 結(jié)點(diǎn) 中最大 2、二叉樹及其基本性質(zhì) (1什么是二叉樹 1非空二叉樹只有 一個(gè)根結(jié)點(diǎn); 2每一個(gè)結(jié)點(diǎn)最多有兩棵子樹,且分別稱為該結(jié)點(diǎn)的左子樹與右 子樹。*:根據(jù)二叉樹的概念可知,二叉樹的度可以為 0(葉結(jié)點(diǎn)、 1(只有一棵子樹 或 2(有 2棵子樹。 (2二叉樹的基本性質(zhì)性質(zhì) 1 在二叉樹的第 k 層上,最多有 個(gè)結(jié)點(diǎn)。 性質(zhì) 2 深度為 m 的二叉樹最多有個(gè) 個(gè)結(jié)點(diǎn)。性質(zhì) 3 在任意一棵二叉樹中,度數(shù)為 0的結(jié)點(diǎn)(即葉子結(jié)點(diǎn)總比度為 2的結(jié) 點(diǎn)多

16、一個(gè)。性質(zhì) 4 具有 n 個(gè)結(jié)點(diǎn)的二叉樹,其深度至少為 ,其中 表示取 的整數(shù)部分。 是二杈樹的前提下 3、滿二叉樹與完全二叉樹滿二叉樹:除最后一層外,每一層上的所有結(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)子結(jié)點(diǎn)。完全二叉樹:除最后一層外, 每一層上的結(jié)點(diǎn)數(shù)均達(dá)到最大值; 在最后一層上只 缺少右邊的若干結(jié)點(diǎn)。*:根據(jù)完全二叉樹的定義可得出:度為 1的結(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為 0或 1。1(21-k k 12-m 1log2+n log2n n 2log下圖 a 表示的是滿二叉樹,下圖 b 表示的是完全二叉樹: 完全二叉樹還具有如下兩個(gè)特性:性質(zhì) 5 具有 n 個(gè)結(jié)點(diǎn)的完全二叉樹深度為。 性質(zhì) 6 設(shè)完全二叉樹共有 n 個(gè)結(jié)點(diǎn),如果從

17、根結(jié)點(diǎn)開始,按層序(每一層從左 到右用自然數(shù) 1, 2, n 給結(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào),則對(duì)于編號(hào)為 k (k=1, 2, n 的結(jié)點(diǎn)有以下結(jié)論:若 k=1,則該結(jié)點(diǎn)為根結(jié)點(diǎn),它沒有父結(jié)點(diǎn);若 k>1,則該結(jié)點(diǎn)的父結(jié)點(diǎn)的編 號(hào)為 INT(k/2。若 2k n , 則編號(hào)為 k 的左子結(jié)點(diǎn)編號(hào)為 2k ;否則該結(jié)點(diǎn)無左子結(jié)點(diǎn) (顯然也 沒有右子結(jié)點(diǎn)。若 2k+1 n ,則編號(hào)為 k 的右子結(jié)點(diǎn)編號(hào)為 2k+1;否則該結(jié)點(diǎn)無右子結(jié)點(diǎn)。 4、二叉樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)中,二叉樹通常采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)。與線性鏈表類似, 用于存儲(chǔ)二叉樹中各元素的存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)也由兩部分組成:數(shù)據(jù)域 和指針域。但在二叉樹中,由于每一個(gè)

18、元素可以有兩個(gè)后件(即兩個(gè)子結(jié)點(diǎn), 因此, 用于存儲(chǔ)二叉樹的存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)的指針域有兩個(gè):一個(gè)用于指向該結(jié)點(diǎn)的左子 結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)地址, 稱為左指針域; 另一個(gè)用于指向該結(jié)點(diǎn)的右子結(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)地址, 稱為右指針域。*:一般二叉樹通常采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu),對(duì)于滿二叉樹與完全二叉樹來說,可以 按層序進(jìn)行順序存儲(chǔ)。 5、二叉樹的遍歷(a滿二叉樹(b完全二叉樹 1log2 n二叉樹的遍歷是指不重復(fù)地訪問二叉樹中的所有結(jié)點(diǎn)。 二叉樹的遍歷可以分為以 下三種:(1前序遍歷(DLR :若二叉樹為空,則結(jié)束返回。否則:首先訪問根結(jié)點(diǎn), 然后遍歷左子樹,最后遍歷右子樹;并且,在遍歷左右子樹時(shí),仍然先訪問根結(jié) 點(diǎn),然后遍歷左子樹

19、,最后遍歷右子樹。 (根左右 (2中序遍歷(LDR :若二叉樹為空,則結(jié)束返回。否則:首先遍歷左子樹, 然后訪問根結(jié)點(diǎn),最后遍歷右子樹;并且,在遍歷左、右子樹時(shí),仍然先遍歷左 子樹,然后訪問根結(jié)點(diǎn),最后遍歷右子樹。 (左根右(3后序遍歷(LRD :若二叉樹為空,則結(jié)束返回。否則:首先遍歷左子樹, 然后遍歷右子樹,最后訪問根結(jié)點(diǎn),并且,在遍歷左、右子樹時(shí),仍然先遍歷左 子樹,然后遍歷右子樹,最后訪問根結(jié)點(diǎn)。 (左右根1.7 查找技術(shù)查找:根據(jù)給定的某個(gè)值, 在查找表中確定一個(gè)其關(guān)鍵字等于給定值的數(shù)據(jù)元素。 查找結(jié)果:(查找成功:找到;查找不成功:沒找到。平均查找長度:查找過程中關(guān)鍵字和給定值比較

20、的平均次數(shù)。1、順序查找基本思想:從表中的 第一個(gè)元素開始 , 將給定的值與表中逐個(gè)元素的關(guān)鍵字進(jìn)行 比較, 直到兩者相符, 查到所要 找到 的元素 為止 。 否則就是表中沒有要找的元素, 查找不成功。在平均情況下, 利用順序查找法在線性表中查找一個(gè)元素, 大約要與線性表中一 半的元素進(jìn)行比較,最壞情況下需要比較 n 次。順序查找一個(gè)具有 n 個(gè)元素的線性表,其平均復(fù)雜度為 O (n 。下列兩種情況下只能采用順序查找:1如果線性表是無序表(即表中的元素是無序的,則不管是順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)還 是鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu),都只能用順序查找。2即使是有序線性表,如果采用鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu),也只能用順序查找。2、二分法查找思

21、想:先確定待查找記錄所在的范圍, 然后逐步縮小范圍, 直到找到或確認(rèn)找不 到該記錄為止。前提:必須在具有順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的有序表中進(jìn)行。查找過程:1若中間項(xiàng)(中間項(xiàng) mid=(n-1/2, mid 的值四舍五入取整的值等于 x ,則說 明已查到;2若 x 小于中間項(xiàng)的值,則在線性表的前半部分查找;3若 x 大于中間項(xiàng)的值,則在線性表的后半部分查找。最多需要比較log2n 次。 *:二分法查找只適用于順序存儲(chǔ)的線性表,且表中元素必須按關(guān)鍵字有序(升 序排列。對(duì)于無序線性表和線性表的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)只能用順序查找。在長度為 n 的有序線性表中進(jìn)行二分法查找,其時(shí)間復(fù)雜度為 O (log2n 。1.8 排序

22、技術(shù)排序是指將一個(gè)無序序列整理成按值非遞減順序排列的有序序列, 即是將無序的 記錄序列調(diào)整為有序記錄序列的一種操作。1、交換類排序法(方法:冒泡排序,快速排序。2、插入類排序法(方法:簡單插入排序,希爾排序。3、選擇類排序法(方法:簡單選擇排序,堆排序 ?？偨Y(jié):各種排序法比較: 本章應(yīng)考點(diǎn)撥:本章內(nèi)容在筆試中會(huì)出現(xiàn) 5-6個(gè)題目,是公共基礎(chǔ)知識(shí)部分出 題量比較多的一章,所占分值也比較大,約 10分。第二章 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2.1 程序設(shè)計(jì)風(fēng)格程序設(shè)計(jì)的風(fēng)格主要強(qiáng)調(diào):“清晰第一,效率第二” 。 主要應(yīng)注重和考慮下述一些 因素:(1源程序文檔化。1符號(hào)名的命名。符號(hào)名能反映它所代表的實(shí)際東西 (見名知

23、其意 ,應(yīng)有一定 的實(shí)際含義。2 程序的注釋。分為 序言性注釋 和 功能性注釋。序言性注釋:位于程序開頭部分,包括程序標(biāo)題、程序功能說明、主要算法、接 口說明、程序位置、開發(fā)簡歷、程序設(shè)計(jì)者、復(fù)審者、復(fù)審日期及修改日期等。 功能性注釋:嵌在源程序體之中,用于描述其后的語句或程序的主要功能。 3視覺組織。利用空格、空行、縮進(jìn)等技巧使程序 層次清晰 。(2 數(shù)據(jù)說明。 1 數(shù)據(jù)說明的次序規(guī)范化; 2 說明語句中變量安排有序化; 3 使用注釋來說明復(fù)雜數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。(3語句的結(jié)構(gòu)。 1在一行內(nèi)只寫一條語句; 2程序編寫應(yīng)優(yōu)先考慮清晰性; 3程序編寫要做到清晰第一,效率第二; 4在保證程序正確的基礎(chǔ)上再

24、要求提 高效率; 5避免使用臨時(shí)變量而使程序的可讀性下降; 6避免不必要的轉(zhuǎn)移; 7盡量使用庫函數(shù); 8避免采用復(fù)雜的條件語句; 9盡量減少使用“否定” 條件語句; 10數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要有利于程序的簡化; 11要模塊化,使模塊功能盡可 能單一化; 12利用信息隱蔽,確保每一個(gè)模塊的獨(dú)立性; 13從數(shù)據(jù)出發(fā)去構(gòu) 造程序; 14不要修補(bǔ)不好的程序,要重新編寫。(4輸入和輸出。 1對(duì)輸入數(shù)據(jù)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的合法性; 2檢查輸入項(xiàng)的各種重 要組合的合法性; 3輸入格式要簡單,使得輸入的步驟和操作盡可能簡單; 4 輸入數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)允許使用自由格式; 5應(yīng)允許缺省值; 6輸入一批數(shù)據(jù)時(shí),最 好使用輸入結(jié)束標(biāo)志; 7在以

25、交互式輸入 /輸出方式進(jìn)行輸入時(shí), 要在屏幕上使 用提示符明確提示輸入的請(qǐng)求, 同時(shí)在數(shù)據(jù)輸入過程中和輸入結(jié)束時(shí), 應(yīng)在屏幕 上給出狀態(tài)信息; 8當(dāng)程序設(shè)計(jì)語言對(duì)輸入格式有嚴(yán)格要求時(shí),應(yīng)保持輸入格 式與輸入語句的一致性;給所有的輸出加注釋,并設(shè)計(jì)輸出報(bào)表格式。2.2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)(面向過程的程序設(shè)計(jì)方法1、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法的主要原則可以概括為:自頂向下,逐步求精,模塊化, 限制使用 goto 語句。(1自頂向下。程序設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)先考慮總體,后考慮細(xì)節(jié);先考慮全局目標(biāo), 后考慮局部目標(biāo)。 不要一開始就過多追求眾多的細(xì)節(jié), 先從最上層總目標(biāo)開始設(shè) 計(jì),逐步使問題具體化。(2逐步求精。對(duì)復(fù)雜問題,

26、應(yīng)設(shè)計(jì)一些子目標(biāo)作過渡,逐步細(xì)化。(3模塊化。一個(gè)復(fù)雜問題,肯定是由若干稍簡單的問題構(gòu)成。模塊化是把程 序要解決的總目標(biāo)分解為分目標(biāo), 再進(jìn)一步分解為具體的小目標(biāo), 把每個(gè)小目標(biāo) 稱為一個(gè)模塊。(4限制使用 goto 語句。2、結(jié)構(gòu)化程序的基本結(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu),選擇結(jié)構(gòu),重復(fù)結(jié)構(gòu)。1順序結(jié)構(gòu)。一種簡單的程序設(shè)計(jì),即按照程序語句行的自然順序,一條語句 一條語句地執(zhí)行程序,它是最基本、最常用的結(jié)構(gòu)。2選擇結(jié)構(gòu)。又稱分支結(jié)構(gòu),包括簡單選擇和多分支選擇結(jié)構(gòu),可根據(jù)條件, 判斷應(yīng)該選擇哪一條分支來執(zhí)行相應(yīng)的語句序列。3重復(fù)結(jié)構(gòu)。又稱循環(huán)結(jié)構(gòu),可根據(jù)給定的條件,判斷是否需要重復(fù)執(zhí)行某一 相同的或類似的程序段

27、。僅僅使用順序、 選擇和循環(huán)三種基本控制結(jié)構(gòu)就足以表達(dá)各種其他形式結(jié)構(gòu), 從 而實(shí)現(xiàn)任何單入口 /單出口的程序。2.3 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)客觀世界中任何一個(gè)事物都可以被看成是一個(gè)對(duì)象, 面向?qū)ο蠓椒ǖ谋举|(zhì)就是主 張從客觀世界固有的事物出發(fā)來構(gòu)造系統(tǒng), 提倡人們?cè)诂F(xiàn)實(shí)生活中常用的思維來 認(rèn)識(shí)、理解和描述客觀事物,強(qiáng)調(diào)最終建立的系統(tǒng)能夠映射問題域。也就是說, 系統(tǒng)中的對(duì)象及對(duì)象之間的關(guān)系能夠如實(shí)地反映問題域中固有的事物及其關(guān)系。 面向?qū)ο蠓椒ǖ闹饕獌?yōu)點(diǎn):(1 與人類習(xí)慣的思維方法一致; (2 穩(wěn)定性好; (3 可重用性好; (4易于開發(fā)大型軟件產(chǎn)品; (5可維護(hù)性好。*:面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)主要考慮

28、的是提高軟件的可重用性。 可以用來表示客觀世界中的任何實(shí)體, 對(duì) 象是實(shí)體的抽象。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法中的對(duì)象是系統(tǒng)中用來描述客觀事物 的一個(gè)實(shí)體, 是構(gòu)成系統(tǒng)的一個(gè)基本單位, 由一組表示其靜態(tài)特征的屬性和它可 執(zhí)行的一組操作組成。對(duì)象是屬性和方法的封裝體。它在設(shè)計(jì)對(duì)象時(shí)確定, 一般只能通過執(zhí)行對(duì)象的操作 來改變。 *:一個(gè)對(duì)象由對(duì)象名、屬性和操作三部分組成。對(duì)象的基本特點(diǎn):標(biāo)識(shí)惟一性,分類性,多態(tài)性,封裝性,模塊獨(dú)立性好。(1標(biāo)識(shí)惟一性。指對(duì)象是可區(qū)分的,并且由對(duì)象的內(nèi)在本質(zhì)來區(qū)分,而不是 通過描述來區(qū)分。(2分類性。指可以將具有相同屬性的操作的對(duì)象抽象成類。(3多態(tài)性。指同一個(gè)操作可以

29、是不同對(duì)象的行為。(4封裝性。從外面看只能看到對(duì)象的外部特性,即只需知道數(shù)據(jù)的取值范圍 和可以對(duì)該數(shù)據(jù)施加的操作,根本無需知道數(shù)據(jù)的具體結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)操作的算 法。對(duì)象的內(nèi)部,即處理能力的實(shí)行和內(nèi)部狀態(tài),對(duì)外是不可見的。從外面不能 直接使用對(duì)象的處理能力, 也不能直接修改其內(nèi)部狀態(tài), 對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)只能由 其自身改變。*:信息隱蔽是通過對(duì)象的封裝性來實(shí)現(xiàn)的。(5模塊獨(dú)立性好。對(duì)象是面向?qū)ο蟮能浖幕灸K,它是由數(shù)據(jù)及可以對(duì) 這些數(shù)據(jù)施加的操作所組成的統(tǒng)一體, 而且對(duì)象是以數(shù)據(jù)為中心的, 操作圍繞對(duì) 其數(shù)據(jù)所需做的處理來設(shè)置,沒有無關(guān)的操作。從模塊的獨(dú)立性考慮, 對(duì)象內(nèi)部 各種元素彼此結(jié)合得很緊

30、密,內(nèi)聚性強(qiáng)。 共同方法的對(duì)象的集合。 所以類是對(duì)象的抽象, 對(duì)象是對(duì) 應(yīng)類的一個(gè)實(shí)例。 消息的組成包括:(1 接收消息 的對(duì)象的名稱; (2消息標(biāo)識(shí)符,也稱消息名; (3零個(gè)或多個(gè)參數(shù)。*:在面向?qū)ο蠓椒ㄖ?一個(gè)對(duì)象請(qǐng)求另一個(gè)對(duì)象為其服務(wù)的方式是通過發(fā)送消 息。 而不必重復(fù)定義他們。 繼承分單繼承 和多重繼承。 單繼承指一個(gè)類只允許有一個(gè)父類, 多重繼承指一個(gè)類允許有多個(gè) 父類。*:類的繼承性是類之間共享屬性和操作的機(jī)制,它提高了軟件的可重用性。 本章應(yīng)考點(diǎn)撥:本章在考試中會(huì)出現(xiàn)約 1個(gè)題目,所占分值大約占 2分,是出 題量較小的一章。第三章 軟件工程基礎(chǔ)3.1 軟件工程基本概念1、軟件的相

31、關(guān)概念計(jì)算機(jī)軟件是包括程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的完整集合。軟件的特點(diǎn)包括:1軟件是一種邏輯實(shí)體,而不是物理實(shí)體,具有抽象性; 2 軟件的生產(chǎn)與硬件不同,它沒有明顯的制作過程; 3軟件在運(yùn)行、使用期間不 存在磨損、老化問題; 4軟件的開發(fā)、運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有依賴性,受計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)的限制,這導(dǎo)致了軟件移植的問題; 5軟件復(fù)雜性高,成本昂貴; 6軟 件開發(fā)涉及諸多的社會(huì)因素。2、軟件危機(jī)與軟件工程軟件工程源自軟件危機(jī)。 所謂軟件危機(jī)是泛指在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)和維護(hù)過程中 所遇到的一系列嚴(yán)重問題。具體的說, 在軟件開發(fā)和維護(hù)過程中, 軟件危機(jī)主要 表現(xiàn)在:1軟件需求的增長得不到滿足。用戶對(duì)系統(tǒng)不滿意的情況

32、經(jīng)常發(fā)生。2軟件開發(fā)成本和進(jìn)度無法控制。開發(fā)成本超出預(yù)算,開發(fā)周期大大超過規(guī)定 日期的情況經(jīng)常發(fā)生。3軟件質(zhì)量難以保證。4軟件不可維護(hù)或維護(hù)程度非常低。5軟件的成本不斷提高。6軟件開發(fā)生產(chǎn)率的提高跟不上硬件的發(fā)展和應(yīng)用需求的增長。 總之,可以將軟件危機(jī)可以歸結(jié)為成本、質(zhì)量、生產(chǎn)率等問題。實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和工序。 軟件工程的目的就是要建造一個(gè)優(yōu)良的軟件系統(tǒng), 它所包含的 內(nèi)容概括為以下兩點(diǎn):1軟件開發(fā)技術(shù),主要有軟件開發(fā)方法學(xué)、軟件工具、軟件工程環(huán)境。2軟件工程管理,主要有軟件管理、軟件工程經(jīng)濟(jì)學(xué)。軟件工程的主要思想是將工程化原則運(yùn)用到軟件開發(fā)過程, 它包括 3個(gè)要素:方 法、 工具和過程。 方法是完成

33、軟件工程項(xiàng)目的技術(shù)手段; 工具是支持軟件的開發(fā)、 管理、文檔生成;過程支持軟件開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)的控制、管理。軟件工程過程是把輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組彼此相關(guān)的資源和活動(dòng)。3、軟件生命周期 軟件生命周期分為軟件定義、軟件開發(fā)及軟件運(yùn)行維護(hù)三個(gè)階段:1軟件定義階段:包括制定計(jì)劃和需求分析。制定計(jì)劃:確定總目標(biāo);可行性研究;探討解決方案;制定開發(fā)計(jì)劃。需求分析:對(duì)待開發(fā)軟件提出的需求進(jìn)行分析并給出詳細(xì)的定義。2軟件開發(fā)階段:軟件設(shè)計(jì):分為概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。軟件實(shí)現(xiàn):把軟件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的程序代碼。軟件測試:在設(shè)計(jì)測試用例的基礎(chǔ)上檢驗(yàn)軟件的各個(gè)組成部分。3軟件運(yùn)行維護(hù)階段:軟件投入運(yùn)行,

34、并在使用中不斷地維護(hù),進(jìn)行必要的擴(kuò) 充和刪改。*:軟件生命周期中所花費(fèi)最多的階段是軟件運(yùn)行維護(hù)階段。4、軟件工程的目標(biāo)和與原則(1軟件工程目標(biāo):在給定成本、進(jìn)度的前提下,開發(fā)出具有有效性、可靠性、 可理解性、可維護(hù)性、可重用性、可適應(yīng)性、可移植性、可追蹤性和可互操作性且滿足用戶 需求的產(chǎn)品。(2軟件工程需要達(dá)到的基本目標(biāo)應(yīng)是:付出較低的開發(fā)成本;達(dá)到要求的軟 件功能;取得較好的軟件性能;開發(fā)的軟件易于移植;需要較低的維護(hù)費(fèi)用;能 按時(shí)完成開發(fā),及時(shí)交付使用。(3軟件工程原則:抽象、信息隱蔽、模塊化、局部化、確定性、一致性、完 備性和可驗(yàn)證性。 自頂向下,逐層細(xì)化的辦法控制軟件開發(fā)過程的復(fù)雜性。

35、2 量簡單。3 接口定義。模塊的大小要適中,模塊過大會(huì)使模塊內(nèi)部的復(fù)雜性增加,不利于模 塊的理解和修改, 也不利于模塊的調(diào)試和重用; 模塊太小會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)表示過 于復(fù)雜,不利于控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。4 5 6 程序內(nèi)外部接口應(yīng)保持一致, 系統(tǒng)規(guī)格說明與系統(tǒng)行為應(yīng)保持一致。 7 85、軟件開發(fā)工具與軟件開發(fā)環(huán)境(1軟件開發(fā)工具軟件開發(fā)工具的完善和發(fā)展將促使軟件開發(fā)方法的進(jìn)步和完善, 促進(jìn)軟件開發(fā)的 高速度和高質(zhì)量。 軟件開發(fā)工具的發(fā)展是從單項(xiàng)工具的開發(fā)逐步向集成工具發(fā)展 的, 軟件開發(fā)工具為軟件工程方法提供了自動(dòng)的或半自動(dòng)的軟件支撐環(huán)境。 同時(shí), 軟件開發(fā)方法的有效應(yīng)用也必須得到相應(yīng)工具的支持,

36、否則方法將難以有效的實(shí) 施。(2軟件開發(fā)環(huán)境軟件開發(fā)環(huán)境 (或稱軟件工程環(huán)境 是全面支持軟件開發(fā)全過程的軟件工具集合。 CASE , Computer Aided Software Engineering將各種 軟件工具、 開發(fā)機(jī)器和一個(gè)存放開發(fā)過程信息的中心數(shù)據(jù)庫組合起來, 形成軟件 工程環(huán)境。它將極大降低軟件開發(fā)的技術(shù)難度并保證軟件開發(fā)的質(zhì)量。3.2 結(jié)構(gòu)化分析方法結(jié)構(gòu)化方法的核心和基礎(chǔ)是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理論。1、需求分析需求分析方法有:1結(jié)構(gòu)化需求分析方法; 2面向?qū)ο蟮姆治龇椒ā? *:需求分析一般分為需求獲取、需求分析、編寫需求規(guī)格說明書和需求評(píng)審四 個(gè)步驟進(jìn)行。2、結(jié)構(gòu)化分析方法結(jié)構(gòu)

37、化分析方法是結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)理論在軟件需求分析階段的應(yīng)用。 結(jié)構(gòu)化分析方法的實(shí)質(zhì):著眼于數(shù)據(jù)流,自頂向下,逐層分解,建立系統(tǒng)的處理 流程,以數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典為主要工具,建立系統(tǒng)的邏輯模型。結(jié)構(gòu)化分析的常用工具:1數(shù)據(jù)流圖(DFD ; 2數(shù)據(jù)字典(DD ; 3判定樹;4判定表。 它反映了系統(tǒng)必須 完成的邏輯功能,是結(jié)構(gòu)化分析方法中用于表示系統(tǒng)邏輯模型的一種工具。 上圖是數(shù)據(jù)流圖的基本圖形元素:輸入數(shù)據(jù)經(jīng)加工變換產(chǎn)生輸出。 :表示處理過程中存放各種數(shù)據(jù)的文件。畫數(shù)據(jù)流圖的基本步驟:自外向內(nèi),自頂向下,逐層細(xì)化,完善求精。 下圖是一個(gè)數(shù)據(jù)流圖的示例: 加工 數(shù)據(jù)流 存儲(chǔ)文件 源、潭 對(duì)所有與系統(tǒng)相關(guān)

38、的數(shù)據(jù)元素的一個(gè)有組織的列表, 以及精確的、 嚴(yán) 格的定義,使得用戶和系統(tǒng)分析員對(duì)于輸入、 輸出、 存儲(chǔ)成分和中間計(jì)算結(jié)果有 共同的理解。*:數(shù)據(jù)字典的作用是對(duì)數(shù)據(jù)流圖中出現(xiàn)的被命名的圖形元素的確切解釋。 *:數(shù)據(jù)字典是結(jié)構(gòu)化分析方法的核心。3、軟件需求規(guī)格說明書(SRS 通過建立完整的信息描述、 詳 細(xì)的功能和行為描述、性能需求和設(shè)計(jì)約束的說明、合適的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn), 給出對(duì)目 標(biāo)軟件的各種需求。3.3 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法 1、軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)*:需求分析主要解決“做什么”的問題,而軟件設(shè)計(jì)主要解決“怎么做”的問 題。從技術(shù)觀點(diǎn)來看, 軟件設(shè)計(jì)包括軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、 接口設(shè)計(jì)、過程設(shè)計(jì)。 從工程

39、角度來看,軟件設(shè)計(jì)分兩步完成,即概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。 全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)庫模式。確定每個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 用適當(dāng)方法表示算法和數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。 軟件設(shè)計(jì)的基本原理包括:抽象、模塊化、信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。1抽象。抽象是一種思維工具,就是把事物本質(zhì)的共同特性提取出來而不考慮 其他細(xì)節(jié)。2 模塊化。 解決一個(gè)復(fù)雜問題時(shí)自頂向下逐步把軟件系統(tǒng)劃分成一個(gè)個(gè)較小的、 相對(duì)獨(dú)立但又不相互關(guān)聯(lián)的模塊的過程。3信息隱蔽。每個(gè)模塊的實(shí)施細(xì)節(jié)對(duì)于其他模塊來說是隱蔽的。4模塊獨(dú)立性。軟件系統(tǒng)中每個(gè)模塊只涉及軟件要求的具體的子功能,而和軟 件系統(tǒng)中其他的模塊的接口是簡單的。*:模塊分解的主要指導(dǎo)思想是

40、信息隱蔽和模塊獨(dú)立性。 模塊的耦合性和內(nèi)聚性是衡量軟件的模塊獨(dú)立性的兩個(gè)定性指標(biāo)。 *:按內(nèi)聚性由弱到強(qiáng)排列,內(nèi)聚可以分為以下幾種:偶然內(nèi)聚、邏輯內(nèi)聚、時(shí) 間內(nèi)聚、過程內(nèi)聚、通信內(nèi)聚、順序內(nèi)聚及功能內(nèi)聚。 *:按耦合性由高到低排列,耦合可以分為以下幾種:內(nèi)容耦合、公共耦合、外 部耦合、控制耦合、標(biāo)記耦合、數(shù)據(jù)耦合以及非直接耦合。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的軟件系統(tǒng)應(yīng)具有高內(nèi)聚、低耦合的特征。在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中,模塊劃分的原則是:模塊內(nèi)具有高內(nèi)聚度, 模塊間具有低 耦合度。2、總體設(shè)計(jì)(概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)(1總體設(shè)計(jì)(概要設(shè)計(jì)軟件概要設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是:1 設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu); 2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì);3編寫概

41、要設(shè)計(jì)文檔;4概要設(shè)計(jì)文檔評(píng)審。常用的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具是結(jié)構(gòu)圖,也稱程序結(jié)構(gòu)圖。程序結(jié)構(gòu)圖的基本圖符:模塊用一個(gè)矩形表示, 箭頭表示模塊間的調(diào)用關(guān)系。 在結(jié)構(gòu)圖中還可以用帶注釋 的箭頭表示模塊調(diào)用過程中來回傳遞的信息。 還可用帶實(shí)心圓的箭頭表示傳遞的是控制信息,空心圓箭心表示傳遞的是數(shù)據(jù)信息。 經(jīng)常使用的結(jié)構(gòu)圖有四種模塊類型:傳入模塊、 傳出模塊、 變換模塊和協(xié)調(diào)模塊。 其表示形式如下圖: 它們的含義分別是: 上級(jí)模塊。 程序結(jié)構(gòu)圖的例圖及有關(guān)術(shù)語列舉如下: 上級(jí)模塊、從屬模塊:上、下兩層模塊 a 和 b ,且有 a 調(diào)用 b ,則 a 是上級(jí)模塊, b 是從屬模塊。 原子模塊:樹中位于葉子結(jié)

42、點(diǎn)的模塊。面向數(shù)據(jù)流的設(shè)計(jì)方法定義了一些不同的映射方法, 利用這些方法可以把數(shù)據(jù)流 圖變換成結(jié)構(gòu)圖表示軟件的結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)流的類型:大體可以分為兩種類型,變換型和事務(wù)型。A 、變換型:變換型數(shù)據(jù)處理問題的工作過程大致分為三步,即取得數(shù)據(jù)、變換 數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。變換型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖由輸入、中心變換、輸出三部分組成。 B 、事務(wù)型:事務(wù)型數(shù)據(jù)處理問題的工作機(jī)理是接受一項(xiàng)事務(wù),根據(jù)事務(wù)處理的 特點(diǎn)和性質(zhì),選擇分派一個(gè)適當(dāng)?shù)奶幚韱卧?然后給出結(jié)果。(2詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)是為軟件結(jié)構(gòu)圖中的每一個(gè)模塊確定實(shí)現(xiàn)算法和局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 用某種 選定的表達(dá)工具表示算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。*:詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定實(shí)現(xiàn)算法和局部

43、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),不同于編碼或編程。 常用的過程設(shè)計(jì)(即詳細(xì)設(shè)計(jì)工具有以下幾種:圖形工具:程序流程圖、 N-S (方盒圖 、 PAD (問題分析圖和 HIPO (層次圖 +輸入 /處理 /輸出圖 。表格工具:判定表。語言工具:PDL (偽碼3.4 軟件測試1、軟件測試定義:使用人工或自動(dòng)手段來運(yùn)行或測定某個(gè)系統(tǒng)的過程,其目的 在于檢驗(yàn)它是否滿足規(guī)定的需求或是弄清預(yù)期結(jié)果與實(shí)際結(jié)果之間的差別。 *:軟件測試的目的:盡可能地多發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤,不能也不可能證明程序沒 有錯(cuò)誤。 軟件測試的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)測試用例, 一個(gè)好的測試用例能找到迄今為止尚 未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。2、軟件測試方法:靜態(tài)測試和動(dòng)態(tài)測試。 要通過人工

44、進(jìn)行。 (1白盒測試白盒測試方法也稱為結(jié)構(gòu)測試或邏輯驅(qū)動(dòng)測試。 它是根據(jù)軟件產(chǎn)品的內(nèi)部工作過 程,檢查內(nèi)部成分,以確認(rèn)每種內(nèi)部操作符合設(shè)計(jì)規(guī)格要求。白盒測試的基本原則:保證所測模塊中每一獨(dú)立路徑至少執(zhí)行一次; 保證所測模 塊所有判斷的每一分支至少執(zhí)行一次; 保證所測模塊每一循環(huán)都在邊界條件和一 般條件下至少各執(zhí)行一次;驗(yàn)證所有內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的有效性。*:白盒測試法的測試用例是根據(jù)程序的內(nèi)部邏輯來設(shè)計(jì)的,主要用軟件的單元 測試,主要方法有邏輯覆蓋、基本路徑測試等。A 、邏輯覆蓋。邏輯覆蓋泛指一系列以程序內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的測試用例設(shè) 計(jì)技術(shù)。通常程序中的邏輯表示有判斷、分支、條件等幾種表示方法。

45、語句覆蓋:選擇足夠的測試用例,使得程序中每一個(gè)語句至少都能被執(zhí)行一次。 路徑覆蓋:執(zhí)行足夠的測試用例,使程序中所有的可能的路徑都至少經(jīng)歷一次。 判定覆蓋:使設(shè)計(jì)的測試用例保證程序中每個(gè)判斷的每個(gè)取值分支(T 或 F 至 少經(jīng)歷一次。條件覆蓋:設(shè)計(jì)的測試用例保證程序中每個(gè)判斷的每個(gè)條件的可能取值至少執(zhí)行 一次。判斷 -條件覆蓋:設(shè)計(jì)足夠的測試用例,使判斷中每個(gè)條件的所有可能取值至少 執(zhí)行一次,同時(shí)每個(gè)判斷的所有可能取值分支至少執(zhí)行一次。*:邏輯覆蓋的強(qiáng)度依次是:語句覆蓋 <路徑覆蓋 <判定覆蓋 <條件覆蓋 <判斷 -條件 覆蓋。B 、基本路徑測試。其思想和步驟是,根據(jù)軟件

46、過程性描述中的控制流程確定程 序的環(huán)路復(fù)雜性度量,用此度量定義基本路徑集合,并由此導(dǎo)出一組測試用例, 對(duì)每一條獨(dú)立執(zhí)行路徑進(jìn)行測試。(2黑盒測試黑盒測試方法也稱為功能測試或數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)測試。 黑盒測試是對(duì)軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功 能是否滿足需求進(jìn)行測試和驗(yàn)證。黑盒測試主要診斷功能不對(duì)或遺漏、 接口錯(cuò)誤、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯(cuò)誤、 性能錯(cuò)誤、初始化和終止條件錯(cuò)誤。黑盒測試不關(guān)心程序內(nèi)部的邏輯, 只是根據(jù)程序的功能說明來設(shè)計(jì)測試用例, 主 要方法有等價(jià)類劃分法、 邊界值分析法、 錯(cuò)誤推測法等, 主要用軟件的確認(rèn)測試。 A 入數(shù)據(jù)劃分成若干部分(及若干等價(jià)類 ,然后從每個(gè)等價(jià)類中選取數(shù)據(jù)作為測試用例。B它

47、是對(duì)各種輸入、 輸出范圍的邊界情況設(shè)計(jì)測試用例的方法。 C 有針對(duì)性地編寫檢查這些錯(cuò)誤的用例。3、軟件測試過程一般按 4個(gè)步驟進(jìn)行:單元測試、集成測試、確認(rèn)測試和系統(tǒng) 測試。(1單元測試 (程序單元 進(jìn)行正確性檢測的測試, 目的是發(fā)現(xiàn)各模塊內(nèi)部可能存在的各種錯(cuò)誤。 單元測試根據(jù)程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)測試用例, 其依據(jù)是詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書和源程 序。 單元測試的技術(shù)可以采用靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)測試。 對(duì)動(dòng)態(tài)測試通常以白盒測試 為主,輔之以黑盒測試。單元測試的內(nèi)容包括:模塊接口測試、局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測試、 錯(cuò)誤處理測試和邊界 測試。*:在進(jìn)行單元測試時(shí), 要用一些輔助模塊去模擬與被測模塊相聯(lián)系的其他模塊, 即為被

48、測模塊設(shè)計(jì)和搭建驅(qū)動(dòng)模塊和樁模塊。 擬其他被調(diào)用模塊,不必將子模塊的所有功能帶入。( 2集成測試 它是把模塊在按照設(shè)計(jì)要求組裝起來的同時(shí) 進(jìn)行測試,主要目的是發(fā)現(xiàn)與接口有關(guān)的錯(cuò)誤。集成測試的依據(jù)是概要設(shè)計(jì)說明書。集成測試所涉及的內(nèi)容包括:軟件單元的接口測試、全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測試、 邊界條 件和非法輸入的測試等。集成測試通常采用兩種方式:非增量方式組裝與增量方式組裝。 然后再把所有模塊組裝在一起進(jìn)行測試,最終得到要求的軟件系統(tǒng)。又稱漸增式集成方式。 首先對(duì)一個(gè)個(gè)模塊進(jìn)行模塊測試, 然后將 這些模塊逐步組裝成較大的系統(tǒng), 在組裝的過程中邊連接邊測試, 以發(fā)現(xiàn)連接過 程中產(chǎn)生的問題。 最后通過增殖逐步組

49、裝成要求的軟件系統(tǒng)。 增量方式組裝又包 括自頂向下、自底向上、自頂向下與自底向上相結(jié)合等三種方式。(3確認(rèn)測試 即驗(yàn)證軟件的功能和性能及其他特性是否 與用戶的要求一致。確認(rèn)測試的主要依據(jù)是軟件需求規(guī)格說明書。確認(rèn)測試主要運(yùn)用黑盒測試法。(4系統(tǒng)測試 發(fā)現(xiàn)軟件與系統(tǒng)定義不符 合或與之矛盾的地方。 系統(tǒng)測試的測試用例應(yīng)根據(jù)需求分析規(guī)格說明來設(shè)計(jì), 并在實(shí)際使用環(huán)境下來運(yùn) 行。 系統(tǒng)測試的具體實(shí)施一般包括:功能測試、性能測試、操作測試、配置測試、外 部接口測試、安全性測試等。3.5 程序的調(diào)試 程序調(diào)試的任務(wù)是診斷和改正程序中的錯(cuò)誤, 主要在開發(fā)階段進(jìn)行, 調(diào)試程序應(yīng) 該由編制源程序的程序員來完成。

50、程序調(diào)試的基本步驟:(1錯(cuò)誤定位; (2糾正錯(cuò)誤; (3回歸測試。 *:軟件的調(diào)試后要進(jìn)行回歸測試,防止引進(jìn)新的錯(cuò)誤。 軟件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試。 靜態(tài)調(diào)試主要是指通過人的思維來分析源 程序代碼和排錯(cuò),是主要的調(diào)試手段,而動(dòng)態(tài)調(diào)試是輔助靜態(tài)調(diào)試。對(duì)軟件主要的調(diào)試方法可以采用:(1強(qiáng)行排錯(cuò)法。主要方法有:通過內(nèi)存全部打印來排錯(cuò);在程序特定部位設(shè) 置打印語句;自動(dòng)調(diào)試工具。(2回溯法。發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤,分析錯(cuò)誤征兆,確定發(fā)現(xiàn)“癥狀”的位置。一般用 于小程序。(3原因排除法。是通過演繹、歸納和二分法來實(shí)現(xiàn)的。1演繹法。根據(jù)已有的測試用例,設(shè)想及枚舉出所有可能出錯(cuò)的原因作為假設(shè); 然后再用原始測試數(shù)

51、據(jù)或新的測試,從中逐個(gè)排除不可能正確的假設(shè);最后, 再 用測試數(shù)據(jù)驗(yàn)證余下的假設(shè)確定出錯(cuò)的原因。2歸納法。從錯(cuò)誤征兆著手,通過分析它們之間的關(guān)系來找出錯(cuò)誤。大致分四 步:收集有關(guān)的數(shù)據(jù);組織數(shù)據(jù);提出假設(shè);證明假設(shè)。3二分法。在程序的關(guān)鍵點(diǎn)給變量賦正確值,然后運(yùn)行程序并檢查程序的輸出。 如果輸出結(jié)果正確,則錯(cuò)誤原因在程序的前半部分;反之, 錯(cuò)誤原因在程序的后 半部分。本章應(yīng)考點(diǎn)撥:本章在筆試中一般占 8分左右,約 3道選擇題, 1道填空題,是 公共基礎(chǔ)部分比較重要的一章。第四章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念1、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(1數(shù)據(jù):實(shí)際上就是描述事物的符號(hào)記錄。數(shù)據(jù)

52、的特點(diǎn):有一定的結(jié)構(gòu),有型與值之分。數(shù)據(jù)的型給出了數(shù)據(jù)表示的類型, 如整型、實(shí)型、字符型等。而數(shù)據(jù)的值給出了符合給定型的值,如整型(INT 值 15。(2 介質(zhì)內(nèi),是多種應(yīng)用數(shù)據(jù)的集成,并可被各個(gè)應(yīng)用程序所共享。數(shù)據(jù)庫存放數(shù)據(jù)是按數(shù)據(jù)所提供的數(shù)據(jù)模式存放的, 具有集成與共享的特點(diǎn), 亦 即是數(shù)據(jù)庫集中了各種應(yīng)用的數(shù)據(jù), 進(jìn)行統(tǒng)一的構(gòu)造和存儲(chǔ), 而使它們可被不同 應(yīng)用程序所使用。( 3據(jù)操縱、數(shù)據(jù)維護(hù)、控制及保護(hù)和數(shù)據(jù)服務(wù)等,是數(shù)據(jù)庫的核心。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)功能:1數(shù)據(jù)模式定義。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)為數(shù)據(jù)庫構(gòu)建模式,也就是為數(shù)據(jù)庫構(gòu) 建其數(shù)據(jù)框架。2數(shù)據(jù)存取的物理構(gòu)建。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)為數(shù)據(jù)模式的

53、物理存取與構(gòu)建提供有效的存取方法與手段。3數(shù)據(jù)操縱。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為用戶使用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)提供方便,它一般提 供如查詢、插入、修改以及刪除數(shù)據(jù)的功能。此外,它自身還具有做簡單的算術(shù) 運(yùn)算及統(tǒng)計(jì)的能力, 而且還可以與某些過程性語言結(jié)合, 使其具有強(qiáng)大的過程性 操作能力。4數(shù)據(jù)的完整性、安生性定義與檢查。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有內(nèi)在語義上的關(guān)聯(lián) 性與一致性, 它們構(gòu)成了數(shù)據(jù)的完整性, 數(shù)據(jù)的完整性是保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)正確 的必要條件,因此必須經(jīng)常檢查以維護(hù)數(shù)據(jù)正確。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)具有共享性, 而數(shù)據(jù)共享可能會(huì)引發(fā)數(shù)據(jù)的非法使用, 因此必須要對(duì)數(shù)據(jù)正確使用做出必要的 規(guī)定,并在使用時(shí)做檢查, 這就是數(shù)據(jù)的安

54、全性。數(shù)據(jù)完整性與安全性的維護(hù)是 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本功能。5數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制與故障恢復(fù)。數(shù)據(jù)庫是一個(gè)集成、共享的數(shù)據(jù)集合體,它 能為多個(gè)應(yīng)用程序服務(wù), 所以就存在著多個(gè)應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫的并發(fā)操作。 在并 發(fā)操作中如果不加控制和管理, 多個(gè)應(yīng)用程序間就會(huì)相互干擾, 從而對(duì)數(shù)據(jù)庫中 的數(shù)據(jù)造成破壞。 因此, 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須對(duì)多個(gè)應(yīng)用程序的并發(fā)操作做必要 的控制以保證數(shù)據(jù)不受破壞, 這就是數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制。 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一旦遭 到破壞,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須有能力及時(shí)進(jìn)行恢復(fù),這就是數(shù)據(jù)庫的故障恢復(fù)。 6數(shù)據(jù)的服務(wù)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的多種服務(wù)功能,如數(shù)據(jù) 拷貝、轉(zhuǎn)存、重組、性能監(jiān)測、

55、分析等。(4 理人員。(5 庫管理員(人員、硬件平臺(tái)(硬件、軟件平臺(tái)(軟件五個(gè)部分構(gòu)成的運(yùn)行 實(shí)體。(6數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng):由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、應(yīng)用軟件及應(yīng)用界面三者組成。*:數(shù)據(jù)庫技術(shù)的根本目標(biāo)是解決數(shù)據(jù)的共享問題。2、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展數(shù)據(jù)庫管理發(fā)展至今已經(jīng)歷了三個(gè)階段:人工管理階段、 文件系統(tǒng)階段和數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng)階段。3、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特點(diǎn)(1數(shù)據(jù)的高集成性。(2數(shù)據(jù)的高共享性與低冗余性。*:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以減少數(shù)據(jù)冗余,但無法避免一切冗余。(3 獨(dú)立于應(yīng)用程序而不依賴于應(yīng)用程序。也就是說,數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與 存取方式的改變不會(huì)影響應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)獨(dú)立性一般分為物理獨(dú)立性與邏輯獨(dú)立性兩級(jí)。1

56、的改變, 如存儲(chǔ)設(shè)備的更換、 物理存儲(chǔ)的更換、 存取方式改變等都不影響數(shù)據(jù)庫 的邏輯結(jié)構(gòu),從而不致引起應(yīng)用程序的變化。2 類型、 改變數(shù)據(jù)間聯(lián)系等, 不需要相應(yīng)修改應(yīng)用程序, 這就是數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。 (4數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制。數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與控制主要包含以下三個(gè)方面:1數(shù)據(jù)的完整性檢查:檢查數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性以保證數(shù)據(jù)的正確。2數(shù)據(jù)的安全性保護(hù):檢查數(shù)據(jù)庫訪問者以防止非法訪問。3并發(fā)控制:控制多個(gè)應(yīng)用的并發(fā)訪問所產(chǎn)生的相互干擾以保證其正確性。4、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)體系(1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式:1 共數(shù)據(jù)視圖。2 的數(shù)據(jù)模式,它由概念模式推導(dǎo)而出。3 模式的物理性主要體現(xiàn)在操作系統(tǒng)及文件級(jí)上, 它還未深入到設(shè)備級(jí)上 (如磁盤及磁盤操作 。 內(nèi)模式對(duì)一般用戶是透明的, 但它的設(shè)計(jì)直接影響數(shù)據(jù)庫的性能。 (2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的兩級(jí)映射:1 實(shí)現(xiàn)了概念模式到內(nèi)模式之間的相互轉(zhuǎn)換。 當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí),通過修改相應(yīng)的概念模式 /內(nèi)模式的映射,使得數(shù)據(jù) 庫的邏輯模式不變,其外模式不變, 應(yīng)用程序不用修改,