第6章-詳細(xì)設(shè)計(jì)

第5章詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)詳細(xì)設(shè)計(jì)過程詳細(xì)設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程設(shè)計(jì)的工具程序復(fù)雜度的定量度量詳細(xì)設(shè)計(jì)優(yōu)化小結(jié)詳細(xì)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)確定應(yīng)該怎樣具體的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)？;設(shè)計(jì)程序的”藍(lán)圖”,但不是編程序;詳細(xì)設(shè)計(jì)的結(jié)果決定了最終的程序代碼的質(zhì)量;結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)是詳細(xì)設(shè)計(jì)的邏輯基礎(chǔ);詳細(xì)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)詳細(xì)設(shè)計(jì)也是采用細(xì)化的方法把每個(gè)功能模塊分解為一系列的處理步驟；詳細(xì)設(shè)計(jì)須遵循的原則：模塊的邏輯描述正確可靠，清晰易讀；采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，改善控制結(jié)構(gòu)，降低程序復(fù)雜度，提高程度的可讀性、可測試性和可維護(hù)性。詳細(xì)設(shè)計(jì)過程Step1：確定每個(gè)模塊的算法；Step2：確定每個(gè)模塊的數(shù)據(jù)組織；Step3：為每個(gè)模塊設(shè)計(jì)一組測試用例；Step4：編寫詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書。詳細(xì)設(shè)計(jì)內(nèi)容程序描述功能性能輸入項(xiàng)輸出項(xiàng)算法接口存儲(chǔ)分配注釋設(shè)計(jì)限制條件結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)自頂向下,逐步求精;有限制的使用GOTO語句;單入口,單出口;采用”順序”,”選擇”,”循環(huán)”3種基本的控制結(jié)構(gòu)來詳細(xì)設(shè)計(jì)軟件模塊的結(jié)構(gòu);(注:也可稱是5種，參考書上例子)自頂向下,逐步求精細(xì)化軟件模塊;設(shè)計(jì)功能更加獨(dú)立的模塊;可用層次結(jié)構(gòu)圖或HIPO圖來進(jìn)行描述;自頂向下,逐步求精例，用篩選法求100以內(nèi)的素?cái)?shù)篩選法就是從2到100中去掉2,3,…,9,10的倍數(shù)，剩下的就是100以內(nèi)的素?cái)?shù)。為了解決這個(gè)問題，可先按程序功能寫出一個(gè)框架。自頂向下,逐步求精main(){//程序框架

建立2到100的數(shù)組A[]，其中A[i]＝i；

-----------------------------------1

建立2到10的素?cái)?shù)表B[]，其中存放2

到10以內(nèi)的素?cái)?shù)；-----------2

若A[i]＝i是B[]中任一數(shù)的倍數(shù)，則剔除A[i]；---------------------3

輸出A[]中所有沒有被剔除的數(shù)；

-----------------------------------4}

main(){

/*建立2到100的數(shù)組A[]，其中A[i]＝i*/

for(i=2；i<=100；i++)A[i]=i；

/*建立2到10的素?cái)?shù)表B[]，其中存放2到

10以內(nèi)的素?cái)?shù)*/

B[1]=2；B[2]=3；B[3]=5；B[4]=7；

/*若A[i]＝i是B[]中任一數(shù)的倍數(shù)，則剔除A[i]*/

for(j=1；j<=4；j++)

檢查A[]所有的數(shù)能否被B[j]整除并將能被整除的數(shù)從A[]中剔除；-----3.1

自頂向下,逐步求精

/*輸出A[]中所有沒有被剔除的數(shù)*/for(i=2；i<=100；i++)

若A[i]沒有被剔除，則輸出之---4.1}main(){

/*建立2到100的數(shù)組A[]，其中A[i]＝i*/

for(i=2；i<=100；i++)A[i]=i；

/*建立2到10的素?cái)?shù)表B[]，其中存放2到

10以內(nèi)的素?cái)?shù)*/

B[1]=2；B[2]=3；B[3]=5；B[4]=7；

/*若A[i]＝i是B[]中任一數(shù)的倍數(shù)，則剔除

A[i]*/

for(j=1；j<=4；j++)

/*檢查A[]所有的數(shù)能否被B[j]整除并將能被整除的數(shù)從A[]中剔除*/

for(i=2；i<=100；i++）

if(A[i]／B[j]*B[j]==A[i])

A[i]=0；

/*輸出A[]中所有沒有被剔除的數(shù)*/

for(i=2；

i<=100；i++）

/*若A[i]沒有被剔除，則輸出之*/

if(A[i]!=0）

printf(“A[%d]＝%d\n”,I,A[i])；

}

有限制的使用GOTO語句不要破壞程序的可讀性;盡量少的使用它;BREAK語句也是一種特殊的GOTO語句;有限制的使用GOTO語句例1打印A,B,C三數(shù)中最小者程序有限制的使用GOTO語句

if(A<B)

goto120；

if(B<C)goto110；100write(C)；

goto140；

110write(B)；

goto140；120if(A<C)goto130；

goto100；130write(A)；140end

有限制的使用GOTO語句

if(A<B)and(A<C)thenwrite(A)

else if(AB)and(B<C)then

write(B)

else

write(C)endifendif單入口,單出口降低模塊接口的復(fù)雜性；提高模塊的獨(dú)立性;單入口含義:從頂部進(jìn)行模塊;單出口含義:從底部退出模塊;例2用二分法求方程f(x)＝0在區(qū)間[a..b]中的根的程序

假設(shè)在閉區(qū)間[a..b]上函數(shù)f(x)有唯一的一個(gè)零點(diǎn)f0=f(a)；f1=f(b)； //程序1if(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(“\nTherootofthisequationis%d\n”，xm)；}非正常出口正常出口單入口，兩出口正常出口是循環(huán)達(dá)到n次非正常出口是循環(huán)中途控制轉(zhuǎn)出到標(biāo)號(hào)finish

所在位置可讀性好f0=f(a)；f1=f(b)；//程序2

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；}

else

x1=xm；

}}f0=f(a)；f1=f(b)；//程序3if(f0*f1<=0){

x0=a；x1=b；i=1；finished=0；

while(i<=n&&finished==0){

xm=(x0＋x1)／2；fm=f(xm)；

if(abs(fm)＜eps||abs(x1－x0)＜eps)finished=1；

if(finished==0)

if(f0*fm＞0){x0=xm；f0=fm；}

else

x1=xm；

}}結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)定義:盡可能少的使用GOTO語句的程序設(shè)計(jì)方法。最好僅在檢測出錯(cuò)誤時(shí)才使用GOTO語句；應(yīng)該總是使用前向的GOTO語句；幾種基本的控制結(jié)構(gòu)過程設(shè)計(jì)的工具程序流程圖盒圖PAD圖判定表判定樹PDL語言均要掌握程序流程圖歷史悠久，為最廣泛的人所熟悉；描繪直觀，便于初學(xué)者掌握；總的趨勢越來越多的人不使用它；循環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)注解的使用多出口判斷程序流程圖主要缺點(diǎn)它本質(zhì)上不是逐步求精的工具；它使得程序員過早的考慮程序的控制結(jié)構(gòu)，而忽略程序的全局結(jié)構(gòu)；箭頭符號(hào)代表控制流，不受程序員控制，有隨意性；它不表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；盒圖也稱為N-S圖它的主要特點(diǎn)功能域明確；作用域明確；不能任意轉(zhuǎn)移；易確定作用域；易表現(xiàn)嵌套關(guān)系；比較直觀、易于繪制；有助于程序員養(yǎng)成結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)思想；缺點(diǎn)：算法復(fù)雜，畫圖困難，影響清晰性，靈活性差。A調(diào)用子程序盒圖盒圖N-S圖的嵌套定義形式PAD圖PAD圖是問題分析圖（problemanalysisdiagram）的英文縮寫。它用二維樹型結(jié)構(gòu)的圖來表示程序結(jié)構(gòu)，便于將它翻譯為程序代碼。它還允許遞歸使用。PAD圖def分支PAD圖

對(duì)應(yīng)于增量型循環(huán)結(jié)構(gòu)

fori:=n1ton2stepn3do

在PAD中有相應(yīng)的循環(huán)控制結(jié)構(gòu)PAD圖P1P2P3P4P5CP2P6P7P8CUNTILC2UNTILC3P9P10defPAD圖它的主要優(yōu)點(diǎn)：符合結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)要求；結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，易讀，易懂，易記；既可表示程序邏輯，又可表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；容易將PAD自動(dòng)轉(zhuǎn)換為高級(jí)語言源程序；支持自頂向下、逐步求精的方法。自上而下，從左向右順序執(zhí)行判定表表示復(fù)雜的條件組合與應(yīng)做動(dòng)作之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；判定表并不適用于作為一種通用的設(shè)計(jì)工具，通常將之用于輔助測試；要求將程序流程圖中的多分支判斷都改成兩分支判斷；判定表例:

航空行李托運(yùn)費(fèi)的算法

按規(guī)定：重量不超過30公斤的行李可免費(fèi)托運(yùn)。重量超過30公斤時(shí)，對(duì)超運(yùn)部分，頭等艙國內(nèi)乘客收4元/公斤；其它艙位國內(nèi)乘客收6元/公斤；外國乘客收費(fèi)為國內(nèi)乘客的2倍；殘疾乘客的收費(fèi)為正常乘客的1/2。

判定表缺點(diǎn)：含義不清楚；數(shù)據(jù)元素多于兩個(gè)時(shí)，判定表簡潔性下降；判定樹它是判定表的變種；它的優(yōu)點(diǎn)在于形式簡單，含義明確；它是一種常用的詳細(xì)設(shè)計(jì)的工具；判定樹缺點(diǎn)：簡潔性很差；分支次序影響判定樹的簡潔度；如把行李重量的判斷作為最后一個(gè)分支,會(huì)怎樣?PDL語言它也稱為偽碼，它是一種“混雜”語言；關(guān)鍵字有固定的語法，稱為外語法；處理用自然語言描述，稱為內(nèi)語法；有數(shù)據(jù)說明；有子程序定義與調(diào)用機(jī)制；示例:拼詞檢查程序PROCEDURE

spellcheck

IS

BEGIN

--*1

splitdocumentintosinglewords

--*2

lookupwordsindictionary

--*3

displaywordswhicharenotindictionary

--*4 createanewdictionary

END

spellcheck

PROCEDURE

spellcheckBEGIN

--*splitdocumentintosinglewords

LOOP

getnextword

addwordtowordlistinsortorder

EXITWHEN

allwordsprocessed

ENDLOOP

--*lookupwordsindictionary

LOOP

getwordfromwordlist

IF

wordnotindictionary

THEN

--*displaywordsnotindictionary

displayword promptonuserterminal

IF

userresponsesayswordOK

THEN

addwordtogoodwordlist

ELSE

addwordtobadwordlist

ENDIF

ENDIF

EXITWHEN

allwordsprocessed

ENDLOOP

--*createanewwordsdictionary

dictionary:＝

mergedictionaryandgoodwordlistEND

spellcheckPDL語言它的優(yōu)點(diǎn)：易于實(shí)現(xiàn)由PDL到源代碼的自動(dòng)轉(zhuǎn)換；可作為注釋直接插在源程序中間；編輯簡單，使用方便；它的缺點(diǎn)：直觀性很差；(比圖,表的直觀性差)各種工具的比較表示法準(zhǔn)則偽碼IPO判定樹(表)流程圖N-S圖PAD易用性優(yōu)中中優(yōu)良良邏輯表達(dá)能力良良優(yōu)中良良機(jī)器可讀性中差差中中中易轉(zhuǎn)換程序代碼優(yōu)差良良良良結(jié)構(gòu)化良中差差優(yōu)優(yōu)易修改性良中良差良差數(shù)據(jù)表示能力中差中差中中易驗(yàn)證性中中中差中中使用頻率高低低高低低程序復(fù)雜性定量度量它可以用來衡量模塊的設(shè)計(jì)質(zhì)量。它的價(jià)值：把程序的復(fù)雜度乘以適當(dāng)?shù)某?shù)即可估算出軟件中錯(cuò)誤的數(shù)量以及軟件開發(fā)需要用的工作量。經(jīng)常使用的方法：McCable方法Halstead方法McCabe方法根據(jù)程序控制流的復(fù)雜程度定量度量方法。它分析的基礎(chǔ)是流圖（程序圖）。它的分析過程：過程設(shè)計(jì)結(jié)果→流圖→計(jì)算→環(huán)路復(fù)雜度流圖圓表示結(jié)點(diǎn)，可代表一條或多條語句。流圖中的箭頭稱為邊，代表控制流。邊必須終止于一個(gè)結(jié)點(diǎn)。由邊和結(jié)點(diǎn)圍成的面積稱為區(qū)域。任何方法表示的過程設(shè)計(jì)結(jié)果都可以翻譯為流圖。處理框和菱形判定框包括圖外面的那個(gè)區(qū)域復(fù)合條件的計(jì)算復(fù)合條件的含義。把復(fù)合條件分解為若干個(gè)簡單條件，注意每一個(gè)簡單條件對(duì)應(yīng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)。包含條件的點(diǎn)稱為判定結(jié)點(diǎn)。復(fù)合條件的計(jì)算IfaorbthenprocedurexElseprocedureyEndifabxyend順序結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)可以合并abc計(jì)算環(huán)形復(fù)雜度的3種方法流圖中的區(qū)域的個(gè)數(shù)等于環(huán)形復(fù)雜度。公式V(G)=E-N+2,E代表流圖中邊的數(shù)目，N是結(jié)點(diǎn)數(shù)目。公式V(G)=P+1,P是流圖中判定結(jié)點(diǎn)的數(shù)目。環(huán)形復(fù)雜度計(jì)算的例子根據(jù)程序流程圖計(jì)算1234568711910順序結(jié)構(gòu)可以和3合并順序結(jié)構(gòu)可以和5合并該段程序的正常出口該段程序的正常出口整個(gè)程序的正常出口環(huán)形復(fù)雜度計(jì)算的例子12,34,510689711區(qū)域1區(qū)域2區(qū)域3區(qū)域4區(qū)域個(gè)數(shù):4(即復(fù)雜度)判定個(gè)數(shù):3(3+1=4)邊:11,節(jié)點(diǎn):9即:11-9+2=4判定1判定2判定3環(huán)形復(fù)雜度計(jì)算的例子根據(jù)PDL偽碼計(jì)算圖6.16環(huán)形復(fù)雜度的用途程序的分支增加，則環(huán)形復(fù)雜度也隨之增加；它是對(duì)程序結(jié)構(gòu)的定量度量,同時(shí)也是對(duì)測試難度的定量度量；一般，V(G)<=10為宜?；窘Y(jié)構(gòu)的環(huán)形復(fù)雜度順序結(jié)構(gòu)：1雙分支選擇結(jié)構(gòu)：2While結(jié)構(gòu)：2Until結(jié)構(gòu)：2多分支選擇結(jié)構(gòu)：n（代表分支數(shù)）Halstead方法它根據(jù)程序中運(yùn)算符和操作數(shù)的總數(shù)來度量程序的復(fù)雜程度。N=N1+N2，N為程序長度，N1為程序中運(yùn)算符出現(xiàn)的總次數(shù)，N2為操作數(shù)出現(xiàn)的總次數(shù)。H=n1log2n1+n2log2n2H代表預(yù)測程序長度；n1代表不同運(yùn)算符的個(gè)數(shù)；n2代表不同操作數(shù)的個(gè)數(shù)；Halstead方法預(yù)測長度H和實(shí)際長度N很接近Halstead還給出了預(yù)測程序中包含錯(cuò)誤個(gè)數(shù)的公式:E=N*log2(n1+n2)/3000實(shí)驗(yàn)證明,預(yù)測的錯(cuò)誤數(shù)量與實(shí)際錯(cuò)誤數(shù)量的誤差在8%之內(nèi)人機(jī)界面設(shè)計(jì)人機(jī)界面（HumanComputerInterface，簡稱HCI）通常也稱為用戶界面；TheoMandel創(chuàng)造了三條黃金原則：置用戶于控制之下減少用戶的記憶負(fù)擔(dān)保持界面一致

人機(jī)界面設(shè)計(jì)人機(jī)界面應(yīng)具備的特性：可使用性靈活性可靠性人機(jī)界面設(shè)計(jì)可使用性使用的簡單性；術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)化的一致性；快速的系統(tǒng)響應(yīng)和低的系統(tǒng)成本；用戶界面具有容錯(cuò)能力；人機(jī)界面設(shè)計(jì)靈活性算法的可隱可顯性；用戶可以根據(jù)需要制定和修改界面方式；足夠的響應(yīng)信息；界面具有一定的靈活性；人機(jī)界面設(shè)計(jì)可靠性用戶界面的復(fù)雜性；用戶界面的可靠性；人機(jī)界面設(shè)計(jì)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)質(zhì)量，直接影響用戶對(duì)軟件產(chǎn)品的評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)問題系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間用戶幫助設(shè)施出錯(cuò)信息處理命令行交互系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間它指從用戶完成某個(gè)控制動(dòng)作，到軟件給出預(yù)期的響應(yīng)之間的這段時(shí)間；它有兩個(gè)重要屬性：長度；易變性；用戶幫助設(shè)施幫助是必須的。幫助設(shè)施可分為兩類：集成；附加；出錯(cuò)信息處理系統(tǒng)出現(xiàn)問題了給出的“壞消息”；出錯(cuò)信息應(yīng)該具備如下的屬性：信息用戶應(yīng)該可以理解；信息有助于從錯(cuò)誤中恢復(fù)；信息應(yīng)該反映錯(cuò)誤導(dǎo)致的負(fù)面后果；信息應(yīng)該伴隨著聽覺和視覺上的提示；信息不能帶有指責(zé)色彩。命令交互在提供命令交互方式時(shí)，必須考慮下列問題：是否每個(gè)