第七課程序編碼(實(shí)現(xiàn)階段)

第七章程序編碼（實(shí)現(xiàn)階段）目的：把詳細(xì)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)語言實(shí)現(xiàn)的程序代碼。內(nèi)容：1.程序設(shè)計(jì)語言的選擇。2.程序設(shè)計(jì)風(fēng)格及語言，編碼風(fēng)格對(duì)軟件質(zhì)量

的影響。

1.程序設(shè)計(jì)語言的選擇2.程序設(shè)計(jì)風(fēng)格3.程序效率4.程序復(fù)雜性定性度量做為軟件工程過程的一個(gè)階段，程序編碼是設(shè)計(jì)的繼續(xù)。程序設(shè)計(jì)語言的特性和程序設(shè)計(jì)風(fēng)格會(huì)深刻地影響軟件的質(zhì)量和可維護(hù)性。為了保證程序編碼的質(zhì)量，程序員必須深刻理解、熟練掌握并正確地運(yùn)用程序設(shè)計(jì)語言的特性。此外，還要求源程序具有良好的結(jié)構(gòu)性和良好的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格。1.程序設(shè)計(jì)語言的選擇1〉分類（1）機(jī)器語言（2）匯編語言（3）高級(jí)語言（4）第四代語言4GL高級(jí)語言：I.經(jīng)典的高級(jí)語言II.通用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言（PL/1,PASCAL,C,Ada,etc）II.通用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言A)PL/1（ProgramLanguageOne）（Fortran+Cobol）由IBM公司及SHARE，60年代中后期，（PL/S—系統(tǒng)設(shè)計(jì)，PL/M—微機(jī)處理系統(tǒng)，PL/C—程序設(shè)計(jì)教學(xué)）PL/1的子集。B）PASCAL，Wirth，1970推出。C）C語言，Bell實(shí)驗(yàn)室開發(fā)（為了寫Unix）靈活，支持復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，大量應(yīng)用指針，豐富的運(yùn)算符和操作符，類似匯編，C—〉TurboC—〉C++—〉VC++D）ADA,DOD,1974開發(fā)，為嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)開發(fā)。III.專用語言（APL,FORTH,LISP,PROLOG,JAVAetc）APL：數(shù)組和向量運(yùn)算，幾乎沒有結(jié)構(gòu)化控制結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)。FORTH：為開發(fā)PC機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的語言，特點(diǎn)：堆棧方式編輯。LISP：人工智能。PROLOG：專家系統(tǒng)。JAVA，1991，SUN公司，JamesGosling，面向?qū)ο蟮模怌++的，提供基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下交互式和實(shí)時(shí)程序。JAVA推動(dòng)了Internet上基于Web服務(wù)的應(yīng)用發(fā)展。第四代語言4GL=FourthGenerationLanguage超高級(jí)語言Natural,Focus,Nomadetc一條語句=30-50條機(jī)器代碼指令缺點(diǎn)：編譯器過大，速度慢，解釋器過大。優(yōu)點(diǎn)：“非過程”的語言foreverySTUDENTifSCOREisEXCELLENT

doPROMOTION2>選擇：（1）用戶要求（2）運(yùn)行環(huán)境（3）工程規(guī)模（4）應(yīng)用范圍（5）程序員經(jīng)驗(yàn)知識(shí)（6）可移植性好（7）軟件輔助工具（8）費(fèi)用2.程序設(shè)計(jì)風(fēng)格=良好的編程習(xí)慣

程序?qū)嶋H上也是一種供人閱讀的文章，有一個(gè)文章的風(fēng)格問題。應(yīng)該使程序具有良好的風(fēng)格。

源程序文檔化

數(shù)據(jù)說明

語句結(jié)構(gòu)

輸入／輸出(I/O)方法

源程序文檔化

一.標(biāo)識(shí)符的命名二.安排注釋

三.程序的視覺組織一.符號(hào)名的命名符號(hào)名即標(biāo)識(shí)符，包括模塊名、變量名、常量名、標(biāo)號(hào)名、子程序名、

、數(shù)據(jù)區(qū)名以及緩沖區(qū)名等。這些名字應(yīng)能反映它所代表的實(shí)際東西，應(yīng)有一定實(shí)際意義。例如，表示次數(shù)的量用Times，表示總量的用Total，表示平均值的用Average，表示和的量用Sum等。名字不是越長(zhǎng)越好，應(yīng)當(dāng)選擇精煉的意義明確的名字。必要時(shí)可使用縮寫名字，但這時(shí)要注意縮寫規(guī)則要一致，并且要給每一個(gè)名字加注釋。同時(shí)，在一個(gè)程序中，一個(gè)變量只應(yīng)用于一種用途。NEW.BALANCE.ACCOUNTS.PAYABLE

NBALAP

N

總之:標(biāo)識(shí)符命名應(yīng)意義明確，清晰，可理解性高，一致性的命名例：D=S*T=Velocity*TimeDistance=Speed*Time匈牙利命名規(guī)則：CharlesSimonyi，1972提出，MicrosoftWindows開發(fā)中引入，Apple,3COM等公司均采用。1.變量名構(gòu)成ArnoldSchwarzenegger變量名=〈類型(type)〉〈限定詞(Qualifier3)〉類型—為每一個(gè)變量確定類型，一般用“小寫字母”。限定詞—“第一個(gè)字母大寫”，若還有其他類型，則該類型第一個(gè)字母大寫。類型與限定詞之間沒有分隔符。例：handleWindows，handle—類型，Windows限定詞2.類型

基類型（Class）類型

構(gòu)成的類型

加前綴構(gòu)成的類型

加后綴構(gòu)成—子類型類型：由在數(shù)據(jù)上執(zhí)行的操作決定，如文件窗口內(nèi)部注釋，程序的視覺組織。(1)基類型：2-3字符長(zhǎng)，有約定記號(hào)。例：f—標(biāo)志（flag），取值fTrue和fFalseCh—單個(gè)字符，SZ—以零結(jié)束的字符(2)前綴p—指針，pch—指向字符的指針類型i—數(shù)組索引，如iabc—元素類型為abc的數(shù)組的索引c—計(jì)數(shù)，cch—字符計(jì)數(shù)類型d—偏移，dx，若x是坐標(biāo)類型，則dx表示距離(3)后綴—子類型：基類型后加一個(gè)或兩個(gè)小寫英文字母，Xi(inch),Xp(pixel)

限定詞中有其它類型，應(yīng)將“其他類型”第一個(gè)字母大寫。如：1.chPtrTmp(chPTRTMP)ch—字符，Ptr—指針，Tmp臨時(shí)變量2.對(duì)于布爾變量，限定詞應(yīng)描述為真，如f—布爾變量fOpen/fOPEN二.程序的注釋

夾在程序中的注釋是程序員與日后的程序讀者之間通信的重要手段。注釋決不是可有可無的。一些正規(guī)的程序文本中，注釋行的數(shù)量占到整個(gè)源程序的1／3到1／2，甚至更多。注釋分為序言性注釋和功能性注釋。序言性注釋通常置于每個(gè)程序模塊的開頭部分，它應(yīng)當(dāng)給出程序的整體說明，對(duì)于理解程序本身具有引導(dǎo)作用。有些軟件開發(fā)部門對(duì)序言性注釋做了明確而嚴(yán)格的規(guī)定，要求程序編制者逐項(xiàng)列出。有關(guān)項(xiàng)目包括：

程序標(biāo)題；

有關(guān)本模塊功能和目的的說明；

主要算法；

接口說明：包括調(diào)用形式，參數(shù)描述，子程序清單；

有關(guān)數(shù)據(jù)描述：重要的變量及其用途，約束或限制條件，以及其它有關(guān)信息；

模塊位置：在哪一個(gè)源文件中，或隸屬于哪一個(gè)軟件包；

開發(fā)簡(jiǎn)歷：模塊設(shè)計(jì)者，復(fù)審者，復(fù)審日期，修改日期及有關(guān)說明等。功能性注釋功能性注釋嵌在源程序體中，用以描述其后的語句或程序段是在做什么工作，或是執(zhí)行了下面的語句會(huì)怎么樣。而不要解釋下面怎么做。例如，

/*ADDAMOUNTTOTOTAL*/

TOTAL=AMOUNT＋TOTAL

不好。

如果注明把月銷售額計(jì)入年度總額，便使讀者理解了下面語句的意圖：

/*ADDMONTHLY-SALESTOANNUAL-TOTAL*/

TOTAL=AMOUNT＋TOTAL要點(diǎn)

描述一段程序，而不是每一個(gè)語句；

用縮進(jìn)和空行，使程序與注釋容易區(qū)別；

注釋要正確。視覺組織

空格、空行和移行恰當(dāng)?shù)乩每崭?，可以突出運(yùn)算的優(yōu)先性，避免發(fā)生運(yùn)算的錯(cuò)誤。例如

，將表達(dá)式

(A＜－17)ANDNOT(B＜＝49)ORC

寫成

(A＜－17)ANDNOT(B＜＝49)ORC自然的程序段之間可用空行隔開；移行也叫做向右縮格。它是指程序中的各行不必都在左端對(duì)齊，都從第一格起排列。這樣做使程序完全分不清層次關(guān)系。對(duì)于選擇語句和循環(huán)語句，把其中的程序段語句向右做階梯式移行。使程序的邏輯結(jié)構(gòu)更加清晰。例如，兩重選擇結(jié)構(gòu)嵌套，寫成下面的移行形式，層次就清楚得多。

IF（…）THEN

IF（…）THEN

……

ELSE

……

ENDIF

……

ELSE

……

ENDIF數(shù)據(jù)說明在設(shè)計(jì)階段已經(jīng)確定了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組織及其復(fù)雜性。在編寫程序時(shí)，則需要注意數(shù)據(jù)說明的風(fēng)格。為了使程序中數(shù)據(jù)說明更易于理解和維護(hù)，必須注意以下幾點(diǎn)。1.數(shù)據(jù)說明的次序應(yīng)當(dāng)規(guī)范化2.說明語句中變量安排有序化3.使用注釋說明復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)說明的次序應(yīng)當(dāng)規(guī)范化數(shù)據(jù)說明次序規(guī)范化，使數(shù)據(jù)屬性容易查找，也有利于測(cè)試，排錯(cuò)和維護(hù)。原則上，數(shù)據(jù)說明的次序與語法無關(guān)，其次序是任意的。但出于閱讀、理解和維護(hù)的需要，最好使其規(guī)范化，使說明的先后次序固定。

例如，在FORTRAN程序中數(shù)據(jù)說明次序 ①常量說明 ②簡(jiǎn)單變量類型說明 ③數(shù)組說明 ④公用數(shù)據(jù)塊說明 ⑤所有的文件說明在類型說明中還可進(jìn)一步要求。例如，

可按如下順序排列： ①整型量說明 ②實(shí)型量說明 ③字符量說明 ④邏輯量說明說明語句中變量安排有序化當(dāng)多個(gè)變量名在一個(gè)說明語句中說明時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)這些變量按字母的順序排列。帶標(biāo)號(hào)的全程數(shù)據(jù)(如FORTRAN的公用塊)也應(yīng)當(dāng)按字母的順序排列。例如，把

integersize,length,width,cost,price

寫成

integer

cost,length,price,size,width

使用注釋說明復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如果設(shè)計(jì)了一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)使用注釋來說明在程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的固有特點(diǎn)。例如,對(duì)PL/1的鏈表結(jié)構(gòu)和Pascal中用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，都應(yīng)當(dāng)在注釋中做必要的補(bǔ)充說明。語句結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)階段確定了軟件的邏輯流結(jié)構(gòu)，但構(gòu)造單個(gè)語句則是編碼階段的任務(wù)。語句構(gòu)造力求簡(jiǎn)單，直接，不能為了片面追求效率而使語句復(fù)雜化。1.在一行內(nèi)只寫一條語句在一行內(nèi)只寫一條語句，并且采取適當(dāng)?shù)囊菩懈袷?，使程序的邏輯和功能變得更加明確。許多程序設(shè)計(jì)語言允許在一行內(nèi)寫多個(gè)語句。但這種方式會(huì)使程序可讀性變差。因而不可取。

例如，有一段排序程序

FORI:=1TON－1DOBEGINT:=I；FORJ:=I＋1TONDOIFA[J]＜A[T]THENT:=J；IFT≠ITHENBEGINWORK:=A[T]；A[T]:=A[I]；A[I]:=WORK；ENDEND；由于一行中包括了多個(gè)語句，掩蓋了程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)和條件結(jié)構(gòu)，使其可讀性變得很差。FORI:=1TON-1DO//改進(jìn)布局

BEGIN

T:=I；

FORJ:=I＋1TONDO

IFA[J]＜A[T]THENT:=J；

IFT≠ITHEN

BEGIN

WORK:=A[T]；

A[T]:=A[I]；

A[I]:=WORK；

END

END；2.程序編寫首先應(yīng)當(dāng)考慮清晰性程序編寫首先應(yīng)當(dāng)考慮清晰性，不要刻意追求技巧性，使程序編寫得過于緊湊。例如，有一個(gè)用C語句寫出的程序段：

A[I]=A[I]＋A[T]；

A[T]=A[I]－A[T]；

A[I]=A[I]－A[T]；

此段程序可能不易看懂，有時(shí)還需用實(shí)際數(shù)據(jù)試驗(yàn)一下。實(shí)際上，這段程序的功能就是交換A[I]和A[T]中的內(nèi)容。目的是為了節(jié)省一個(gè)工作單元。如果改一下：

WORK=A[T]；

A[T]=A[I]；

A[I]=WORK；

就能讓讀者一目了然了。3.程序要能直截了當(dāng)?shù)卣f明程序員的用意。程序編寫得要簡(jiǎn)單，寫清楚，直截了當(dāng)?shù)卣f明程序員的用意。例如，

for(i=1;i<=n;i++)

for(j=1;j<=n;j++)

V[i][j]＝(i／j)*(j／i)

除法運(yùn)算（／）在除數(shù)和被除數(shù)都是整型量時(shí)，其結(jié)果只取整數(shù)部分，而得到整型量。

當(dāng)

i＜j

時(shí),i/j=0

當(dāng)

j＜i

時(shí),j/i=0

得到的數(shù)組

當(dāng)i≠j時(shí)

V[i][j]=(i／j)*(j／i)=0

當(dāng)i＝j(luò)時(shí)

V[i][j]=(i／j)*(j／i)=1這樣得到的結(jié)果

V

是一個(gè)單位矩陣。寫成以下的形式，就能讓讀者直接了解程序編寫者的意圖。

for(i＝1;i<=n;i++)

for(j＝1;j<=n;j++)

if(i==j)

V[i][j]＝1.0;

ELSE

V[i][j]＝0.0;

4.除非對(duì)效率有特殊的要求,程序編寫要做到清晰第一，效率第二。不要為了追求效率而喪失了清晰性。事實(shí)上，程序效率的提高主要應(yīng)通過選擇高效的算法來實(shí)現(xiàn)。5.首先要保證程序正確,然后才要求提高速度。反過來說，在使程序高速運(yùn)行時(shí)，首先要保證它是正確的。

6.避免使用臨時(shí)變量而使可讀性下降。例如，有的程序員為了追求效率，往往喜歡把表達(dá)式

A[I]＋1／A[I];寫成

AI＝A[I];X＝AI＋1／AI;這樣將一句分成兩句寫，會(huì)產(chǎn)生意想不到的問題。7.讓編譯程序做簡(jiǎn)單的優(yōu)化。8.盡可能使用庫函數(shù)9.避免不必要的轉(zhuǎn)移。同時(shí)如果能保持程序可讀性，則不必用

GOTO語句。

例如，有一個(gè)求三個(gè)數(shù)中最小值的程序：

IF(X＜Y)GOTO30

IF(Y＜Z)GOTO50

SMALL＝ZGOTO7030IF(X＜Z）GOTO60

SMALL＝ZGOTO7050SMALL＝Y(jié)GOTO7060SMALL＝X70CONTINUE

程序只需編寫成：

small＝x;

if(y<small)small＝y(tǒng);

if(z<small)small＝z;

所以程序應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單，不必過于深?yuàn)W，

避免使用GOTO語句繞來繞去。10.盡量只采用三種基本的控制結(jié)構(gòu)來編寫程序。除順序結(jié)構(gòu)外，使用

if-then-else來實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)；使用

do-until或do-while來實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)。

11.避免使用空的ELSE語句和IF…THENIF…的語句。這種結(jié)構(gòu)容

易使讀者產(chǎn)生誤解。例如， if(char>='a’)

if(char<=’z’)

cout<<“Thisisaletter。”;

else

cout<<“Thisisnotaletter?！?

可能產(chǎn)生二義性問題。

12.避免采用過于復(fù)雜的條件測(cè)試。13.盡量減少使用“否定”條件的條件語句。例如，如果在程序中出現(xiàn)

if(!(char＜‘0’||char＞‘9’))……

改成

if(char>='0’&&char<='9’)……

不要讓讀者繞彎子想。14.盡可能用通俗易懂的偽碼來描述程序的流程，然后再翻譯成必須使用的語言。15.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要有利于程序的簡(jiǎn)化。16.要模塊化，使模塊功能盡可能單一化，模塊間的耦合能夠清晰可見。17.利用信息隱蔽，確保每一個(gè)模塊的獨(dú)立性。18.從數(shù)據(jù)出發(fā)去構(gòu)造程序。19.不要修補(bǔ)不好的程序，要重新編寫。也不要一味地追求代碼的復(fù)用，要重新組織。20.對(duì)太大的程序，要分塊編寫、測(cè)試，然后再集成。21.對(duì)遞歸定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)盡量使用遞歸過程。輸入(Input)和輸出(Output)=(I/O)輸入和輸出信息是與用戶的使用直接相關(guān)的。輸入和輸出的方式和格式應(yīng)當(dāng)盡可能方便用戶的使用。一定要避免因設(shè)計(jì)不當(dāng)給用戶帶來的麻煩。因此，在軟件需求分析階段和設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)基本確定輸入和輸出的風(fēng)格。系統(tǒng)能否被用戶接受，有時(shí)就取決于輸入和輸出的風(fēng)格。

不論是批處理的輸入／輸出方式，還是交互式的輸入／輸出方式，在設(shè)計(jì)和編碼時(shí)都應(yīng)考慮下列原則：

1.

對(duì)所有的輸入數(shù)據(jù)都要進(jìn)行檢驗(yàn)，識(shí)別錯(cuò)誤的輸入，以保證每個(gè)數(shù)據(jù)的有效性；

2.

檢查輸入項(xiàng)的各種重要組合的合理性，必要時(shí)報(bào)告輸入狀態(tài)信息；

3.

使得輸入的步驟和操作盡可能簡(jiǎn)單，并保持簡(jiǎn)單的輸入格式；

4.

輸入數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)允許使用自由格式輸入；

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，而不要由用戶指定輸入數(shù)據(jù)數(shù)目；

7.

在交互式輸入輸入時(shí)，要在屏幕上使用提示符明確提示交互輸入的請(qǐng)求，指明可使用選擇項(xiàng)的種類和取值范圍。同時(shí)，在數(shù)據(jù)輸入的過程中和輸入結(jié)束時(shí)，也要在屏幕上給出狀態(tài)信息；

8.

當(dāng)程序設(shè)計(jì)語言對(duì)輸入／輸出格式有嚴(yán)格要求時(shí)，應(yīng)保持輸入格式與輸入語句的要求的一致性；

9.

給所有的輸出加注解，并設(shè)計(jì)輸出報(bào)表格式。

輸入／輸出風(fēng)格還受到許多其它因素的影響。如輸入／輸出設(shè)備（例如終端的類型，圖形設(shè)備，數(shù)字化轉(zhuǎn)換設(shè)備等）、用戶的熟練程度、以及通信環(huán)境等。

3.程序效率討論效率的準(zhǔn)則

程序的效率是指程序的執(zhí)行速度及程序所需占用的內(nèi)存的存儲(chǔ)空間。程序編碼是最后提高運(yùn)行速度和節(jié)省存儲(chǔ)的機(jī)會(huì)，因此在此階段不能不考慮程序的效率。讓我們首先明確討論程序效率的幾條準(zhǔn)則

效率是一個(gè)性能要求，應(yīng)當(dāng)在需求分析階段給出。軟件效率以需求為準(zhǔn)，不應(yīng)以人力所及為準(zhǔn)。

好的設(shè)計(jì)可以提高效率。

程序的效率與程序的簡(jiǎn)單性相關(guān)。

一般說來，任何對(duì)效率無重要改善，且對(duì)程序的簡(jiǎn)單性、可讀性和正確性不利的程序設(shè)計(jì)方法都是不可取的。算法對(duì)效率的影響源程序的效率與詳細(xì)設(shè)計(jì)階段確定的算法的效率直接有關(guān)。在詳細(xì)設(shè)計(jì)翻譯轉(zhuǎn)換成源程序代碼后，算法效率反映為程序的執(zhí)行速度和存儲(chǔ)容量的要求。設(shè)計(jì)向程序轉(zhuǎn)換過程中的指導(dǎo)原則：

①

在編程序前，盡可能化簡(jiǎn)有關(guān)的算術(shù)表達(dá)式和邏輯表達(dá)式；

②

仔細(xì)檢查算法中的嵌套的循環(huán)，盡可能將某些語句或表達(dá)式移到循環(huán)外面；

③

盡量避免使用多維數(shù)組；

④

盡量避免使用指針和復(fù)雜的表；

⑤

采用“快速”的算術(shù)運(yùn)算；

⑥

不要混淆數(shù)據(jù)類型，避免在表達(dá)式中出現(xiàn)類型混雜；⑦

盡量采用整數(shù)算術(shù)表達(dá)式和布爾表達(dá)式；⑧

選用等效的高效率算法；許多編譯程序具有“優(yōu)化”功能，可以自動(dòng)生成高效率的目標(biāo)代碼。影響存儲(chǔ)器效率的因素在大中型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，存儲(chǔ)限制不再是主要問題。在這種環(huán)境下，對(duì)內(nèi)存采取基于操作系統(tǒng)的分頁功能的虛擬存儲(chǔ)管理。存儲(chǔ)效率與操作系統(tǒng)的分頁功能直接有關(guān)。采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，將程序功能合理分塊，使每個(gè)模塊或一組密切相關(guān)模塊的程序體積大小與每頁的容量相匹配，可減少頁面調(diào)度，減少內(nèi)外存交換，提高存儲(chǔ)效率。

在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，存儲(chǔ)器的容量對(duì)軟件設(shè)計(jì)和編碼的制約很大。因此要選擇可生成較短目標(biāo)代碼且存儲(chǔ)壓縮性能優(yōu)良的編譯程序，有時(shí)需采用匯編程序。提高存儲(chǔ)器效率的關(guān)鍵是程序的簡(jiǎn)單性。影響輸入／輸出的因素輸入／輸出可分為兩種類型：

面向人(操作員)的輸入／輸出

面向設(shè)備的輸入／輸出如果操作員能夠十分方便、簡(jiǎn)單地錄入輸入數(shù)據(jù)，或者能夠十分直觀、一目了然地了解輸出信息，則可以說面向人的輸入／輸出是高效的。

關(guān)于面向設(shè)備的輸入/輸出，可以提出一些提高輸入/輸出效率的指導(dǎo)原則：

輸入/輸出的請(qǐng)求應(yīng)當(dāng)最小化；

對(duì)于所有的輸入/輸出操作，安排適當(dāng)?shù)木彌_區(qū)，以減少頻繁的信息交換。

對(duì)輔助存儲(chǔ)(例如磁盤)，選擇盡可能簡(jiǎn)單的，可接受的存取方法；

對(duì)輔助存儲(chǔ)的輸入/輸出，應(yīng)當(dāng)成塊傳送；

對(duì)終端或打印機(jī)的輸入/輸出，應(yīng)考慮設(shè)備特性，盡可能改善輸入/輸出的質(zhì)量和速度；

任何不易理解的，對(duì)改善輸入/輸出效果關(guān)系不大的措施都是不可取的；

任何不易理解的所謂“超高效”的輸入/輸出是毫無價(jià)值的；

影響程序效率的因素：1.算法。2.存儲(chǔ)效率。3.I/O提高程序效率的方法：1.簡(jiǎn)化表達(dá)式。2.少嵌套。3.避免復(fù)雜結(jié)構(gòu)。注意：1。效率要靠好的設(shè)計(jì)和優(yōu)秀的算法來達(dá)到，而不能指望語句的改進(jìn)來提高。2。程序的效率和簡(jiǎn)單性是一致的。應(yīng)“先使程序正確，再使程序有效率”，“先使程序清晰，再使程序有效率”4.程序復(fù)雜性定性度量程序復(fù)雜性主要指模塊內(nèi)程序的復(fù)雜性。它直接關(guān)聯(lián)到軟件開發(fā)費(fèi)用的多少，開發(fā)周期的長(zhǎng)短和軟件內(nèi)部潛伏錯(cuò)誤的多少。減少程序復(fù)雜性，可提高軟件的簡(jiǎn)單性和可理解性，并使軟件開發(fā)費(fèi)用減少，開發(fā)周期縮短，軟件內(nèi)部潛藏錯(cuò)誤減少。用途：1.估計(jì)軟件開發(fā)的工作量，成本。2.估計(jì)軟件中的錯(cuò)誤數(shù)。3.評(píng)價(jià)不同軟件設(shè)計(jì)方案或不同算法的優(yōu)劣復(fù)雜性度量需要滿足的假設(shè)為了度量程序復(fù)雜性，要求：

它可以用來計(jì)算任何一個(gè)程序的復(fù)雜性；

對(duì)于不合理的程序，例如對(duì)于長(zhǎng)度動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)的程序，或者對(duì)于原則上無法排錯(cuò)的程序，不應(yīng)當(dāng)使用它進(jìn)行復(fù)雜性計(jì)算；

如果程序中指令條數(shù)、附加存儲(chǔ)量、計(jì)算時(shí)間增多，不會(huì)減少程序的復(fù)雜性。

1.代碼行度量法源代碼行數(shù)度量法基于兩個(gè)前提：

程序復(fù)雜性隨著程序規(guī)模的增加不均衡地增長(zhǎng)；

控制程序規(guī)模的方法最好是采用分而治之的辦法。將一個(gè)大程序分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單的可理解的程序段。方法的基本考慮是統(tǒng)計(jì)一個(gè)程序模塊的源代碼行數(shù)目，并以源代碼行數(shù)做為程序復(fù)雜性的度量。設(shè)每行代碼的出錯(cuò)率為每100行源程序中可能有的錯(cuò)誤數(shù)目。Thayer曾指出，程序出錯(cuò)率的估算范圍是從0.04％～7％之間，即每100行源程序中可能存在0.04～7個(gè)錯(cuò)誤。他還指出，每行代碼的出錯(cuò)率與源程序行數(shù)之間不存在簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

Lipow指出，對(duì)于小程序，每行代碼出錯(cuò)率為1.3％～1.8％；對(duì)于大程序，每行代碼的出錯(cuò)率增加到2.7％～3.2％之間，這只是考慮了程序的可執(zhí)行部分，沒有包括程序中的說明部分。Lipow及其他研究者得出一個(gè)結(jié)論：對(duì)于少于100個(gè)語句的小程序，源代碼行數(shù)與出錯(cuò)率是線性相關(guān)的。隨著程序的增大，出錯(cuò)率以非線性方式增長(zhǎng)。2.McCabe度量法(McCabe環(huán)行復(fù)雜度度量法)McCabe度量法，又稱環(huán)路復(fù)雜性度量，是一種基于程序控制流的復(fù)雜性度量方法。該方法來自于數(shù)學(xué)中圖論Myers建議，對(duì)于復(fù)合判定，例如，(A＝0)∩(C＝D)∪(X＝‘A’)算做三個(gè)判定。為使圖成為強(qiáng)連通圖，從圖的入口點(diǎn)到出口點(diǎn)加一條用虛線表示的有向邊，使圖成為強(qiáng)連通圖。這樣就可以使用上式計(jì)算環(huán)路復(fù)雜性。在例示中，結(jié)點(diǎn)數(shù)n＝11，弧數(shù)m＝13，p＝1，則有

V(G)＝m－n＋p＝13－11＋1＝3.等于程序圖中弧所封閉的區(qū)域數(shù)。幾點(diǎn)說明環(huán)路復(fù)雜度取決于程序控制結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。當(dāng)程序的分支數(shù)目或循環(huán)數(shù)目增加時(shí)其復(fù)雜度也增加。環(huán)路復(fù)雜度與程序中覆蓋的路徑條數(shù)有關(guān)。環(huán)路復(fù)雜度是可加的。例如，模塊A的復(fù)雜度為3，模塊B的復(fù)雜度為4，則模塊A與模塊B的復(fù)雜度是7。模塊規(guī)模適中，標(biāo)準(zhǔn)為V(G)<=10，若V(G)>10，模塊應(yīng)拆分。

McCabe建議，對(duì)于復(fù)雜度超過10的程序，應(yīng)分成幾個(gè)小程序，以減少程序中的錯(cuò)誤。Walsh用實(shí)例證實(shí)了這個(gè)建議的正確性。在McCabe復(fù)雜度為10的附近，存在出錯(cuò)率的間斷躍變。McCabe環(huán)路復(fù)雜度隱含的前提是：錯(cuò)誤與程序的判定加上例行子程序的調(diào)用數(shù)目成正比。加工復(fù)雜性、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、錄入與打亂輸入卡片的錯(cuò)誤可以忽略不計(jì)。這種度量的缺點(diǎn)是：

控制流的復(fù)雜性不區(qū)分。簡(jiǎn)單IF語句與循環(huán)語句的復(fù)雜性同等看待

嵌套IF語句與簡(jiǎn)單CASE語句的復(fù)雜性是一樣的模塊接口復(fù)雜性沒有考慮。模塊間接口當(dāng)成一個(gè)簡(jiǎn)單分支一樣處理順序復(fù)雜性沒有度量。一個(gè)具有1000行的順序程序與一行語句的復(fù)雜性相同Halstead的軟件科學(xué)(1977)Halstead軟件科學(xué)研究確定計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中的一些定量規(guī)律，它采用以下一組基本的度量值。這些度量值通常在程序產(chǎn)生之后得出，或者在設(shè)計(jì)完成之后估算出。四個(gè)基本要素：操作數(shù)（運(yùn)算對(duì)象）：變量名，常量，……運(yùn)算符：算術(shù)運(yùn)算符，邏輯運(yùn)算符，關(guān)系運(yùn)算符，n1=用到的不同的運(yùn)算符的個(gè)數(shù)，

n2=不同操作數(shù)的個(gè)數(shù)，N1=總運(yùn)算符的個(gè)數(shù)，

N2=總操作數(shù)的個(gè)數(shù)。

程序長(zhǎng)度(預(yù)測(cè)的Halstead長(zhǎng)度)

令n1表示程序中不同運(yùn)算符(包括保留字)的個(gè)數(shù)，令n2表示程序中不同運(yùn)算對(duì)象的個(gè)數(shù)，令H表示“程序長(zhǎng)度”，則有

H=n1

log2n1+n2

log2n2這里，H是程序長(zhǎng)度的預(yù)測(cè)值，它不等于程序中語句個(gè)數(shù)。

在定義中，運(yùn)算符包括：

算術(shù)運(yùn)算符

賦值符(=或:=)

邏輯運(yùn)算符

分界符(，或；或:)

關(guān)系運(yùn)算符

括號(hào)運(yùn)算符

子程序調(diào)用符

數(shù)組操作符

循環(huán)操作符等。特別地，成對(duì)的運(yùn)算符，例如

“begin…end”、“for…to”、

“repeat…until”、“while…do”、

“if…then…else”、“（…）”等都當(dāng)

做單一運(yùn)算符。

運(yùn)算對(duì)象包括變量名和常數(shù)。實(shí)際的Halstead長(zhǎng)度

設(shè)N1為程序中實(shí)際出現(xiàn)的運(yùn)算符總個(gè)數(shù)，N2為程序中實(shí)際出現(xiàn)的運(yùn)算對(duì)象總個(gè)數(shù)，N為實(shí)際的Halstead長(zhǎng)度，則有

N=N1+N2

程序的詞匯表

Halstead定義程序的詞匯表為不同的運(yùn)算符種類數(shù)n1和不同的運(yùn)算對(duì)象種類數(shù)n2的總和。若令n為程序的詞匯表，則有

n=n1+n2

例如，用FORTRAN語言寫出的交換排序的例子

SUBROUTINESORT(X,N)

DIMENSIONX(N)

IF(N.LT.2)RETURN

DO20I=2,N

DO10J=1,I

IF(X(I).GE.X(J))GOTO10

SAVE=X(I)

X(I)=X(J)

X(J)=SAVE

10CONTINUE

20CONTINUE

RETURN

END

因此有：

預(yù)測(cè)的Halstead長(zhǎng)度

H=n1

log2n1+n2

log2n2=10

log210+7

log27=52.87

實(shí)際的Halstead長(zhǎng)度

N=N1+N2=28+22=50

程序的詞匯表

n=n1+n2=10+7=17

程序量

程序量

V可用下式得到

V=N

log2n

它表明了程序在詞匯上的復(fù)雜性。其最小值為V*=(2+n2*)

log2(2+n2*)

這里，2表明程序中至少有兩個(gè)運(yùn)算符：賦值符

=

和函數(shù)調(diào)用符

f()

，n2*表示輸入／輸出變量個(gè)數(shù)。程序量V=(28+22)

log2(10+7)=204等效的匯編語言程序的V＝328。這說明匯編語言比FORTRAN語言需要更多的信息量(以bit表示)。