高級(jí)語言軟件開發(fā)能力培養(yǎng).ppt

1、本章學(xué)習(xí)目標(biāo),高級(jí)語言的分類、特點(diǎn)和選擇 常用編程語言的特點(diǎn) Turbo C的基本結(jié)構(gòu)和語句 面向?qū)ο蟮木幊谭椒?高級(jí)語言編程技術(shù)與編程風(fēng)格,本章目錄,4.1 計(jì)算機(jī)程序和高級(jí)語言 4.2 常用編程語言簡(jiǎn)介 4.3 面向?qū)ο缶幊陶Z言簡(jiǎn)介 4.4 面向人工智能的語言簡(jiǎn)介 4.5 編程的風(fēng)格與原理,4.1 計(jì)算機(jī)程序和高級(jí)語言,人們用以同計(jì)算機(jī)“交談”的語言，稱為計(jì)算機(jī)語言。計(jì)算機(jī)語言的種類非常多，總的來說可以分成機(jī)器語言、匯編語言和高級(jí)語言三大類。 計(jì)算機(jī)所能識(shí)別的語言只有機(jī)器語言，即由0和1構(gòu)成的代碼。但通常人們編程時(shí)不采用機(jī)器語言，因?yàn)樗浅ｋy于記憶和識(shí)別。目前通用的編程語言有兩種形式：匯編

2、語言和高級(jí)語言。 高級(jí)語言所編制的程序不能直接被計(jì)算機(jī)識(shí)別，必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能執(zhí)行。按轉(zhuǎn)換方式可將它們分為兩類：解釋類和編譯類。,4.1.1 程序設(shè)計(jì)語言的特點(diǎn),1名字說明 2類型說明 3初始化 4程序?qū)ο蟮木窒扌?5程序模塊 6循環(huán)控制結(jié)構(gòu) 7分支控制結(jié)構(gòu) 8異常處理 9獨(dú)立編譯,4.1.2 程序設(shè)計(jì)語言的選擇,適宜的程序設(shè)計(jì)語言能使根據(jù)設(shè)計(jì)去完成編碼時(shí)困難最少，可以減少程序測(cè)試量，并且可以得到易于閱讀和維護(hù)的程序。由于軟件系統(tǒng)的絕大部分成本用在生命周期的測(cè)試和維護(hù)階段，所以易于測(cè)試和維護(hù)是極其重要的。 匯編語言的優(yōu)點(diǎn)是目標(biāo)程序執(zhí)行速度快，缺點(diǎn)是編程量大、困難，程序不易調(diào)試。 采用高級(jí)語言編程

3、效率高，編寫的程序易于閱讀、測(cè)試、調(diào)試和維護(hù)。,4.1.2 程序設(shè)計(jì)語言的選擇,具體選擇開發(fā)語言時(shí)可以考慮： 應(yīng)該有理想的模塊化機(jī)制，以及易讀性的控制結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：為了使程序容易測(cè)試和維護(hù)以減少生命周期的總成本； 編譯程序能夠盡可能多地發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤：為了便于調(diào)試和提高軟件可靠性； 有良好的獨(dú)立編譯機(jī)制：為了降低軟件開發(fā)和維護(hù)的成本,4.2 常用編程語言簡(jiǎn)介,4.2.1 BASIC語言 4.2.2 FORTRAN語言 4.2.3 COBOL語言 4.2.4 PASCAL語言 4.2.5 C語言 4.2.6 Turbo C的基本結(jié)構(gòu),4.2.1 BASIC語言,Beginners All-P

4、urpose Symbolic Instruction Code “初學(xué)者通用符號(hào)指令編碼” 一種易學(xué)易用的高級(jí)語言，從FORTRAN語言簡(jiǎn)化而來的，最初是美國Daltmouth學(xué)院為便于教學(xué)而開發(fā)的會(huì)話語言。它自1965年誕生以來，其應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出教學(xué)范圍，并于1977年開始了標(biāo)準(zhǔn)化工作。 語言特點(diǎn)：簡(jiǎn)單易學(xué)，基本BASIC只有17種語句，語法簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)分明，容易掌握；具有人機(jī)會(huì)話功能，程序易于修改與調(diào)試，非常適合初學(xué)者學(xué)習(xí)運(yùn)用。,4.2.2 FORTRAN語言,1954年問世，1957年由IBM公司正式推出，最古老的高級(jí)程序語言之一 Formula Translator的縮寫 含義： “公

5、式翻譯” 允許使用數(shù)學(xué)表達(dá)式形式的語句來編寫程序，主要用于科學(xué)計(jì)算方面。簡(jiǎn)單易學(xué)，至今仍富有強(qiáng)大的生命力。缺點(diǎn)是不便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)化程序的設(shè)計(jì)和編寫。,4.2.3 COBOL語言,Common Business Oriented Language “面向商業(yè)的通用語言”,1960年推出 特點(diǎn): 按層次結(jié)構(gòu)來描述數(shù)據(jù)，具有完全適合現(xiàn)實(shí)事務(wù)處理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、具有更接近英語自然語言的程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，易讀性強(qiáng)，世界上標(biāo)準(zhǔn)化最早的語言，通用性強(qiáng)。由于COBOL的這些特點(diǎn)，使其成為數(shù)據(jù)處理方面應(yīng)用最為廣泛的語言。,4.2.4 PASCAL語言,沃思（N.Wirth）教授于20世紀(jì)60年代末在瑞士蘇黎士聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)

6、創(chuàng)立的 是系統(tǒng)地體現(xiàn)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)思想的第一種語言，適用于數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)清晰，便于驗(yàn)證程序的正確性，簡(jiǎn)潔、精致；控制結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型都十分豐富，表達(dá)力強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)效率高、容易移植。,4.2.5 C語言,適合于作為系統(tǒng)描述語言，可用于編寫系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。 學(xué)習(xí)C+語言的基礎(chǔ)，掌握了C語言就容易學(xué)習(xí) C+。 Turbo C 是美國Borland 公司的產(chǎn)品，其中使用了全然一新的集成開發(fā)環(huán)境，即使用了一系列下拉式菜單，將文本編輯、程序編譯、連接以及程序運(yùn)行一體化，大大方便了程序的開發(fā)。,4.2.6 Turbo C的基本結(jié)構(gòu),1Turbo C程序的一般組成部分 （1）程序一般用小寫字母書

7、寫。 （2）大多數(shù)語句結(jié)尾必須要用“;”作為終止符，否則Turbo C 不認(rèn)為該語句結(jié)束。 （3）每個(gè)程序必須有一個(gè)而且只能有一個(gè)稱作主函數(shù)的main()函數(shù)。 （4）每個(gè)程序體（主函數(shù)和每個(gè)子函數(shù)，如上例中的main()函數(shù)和lgc()函數(shù)）必須用一對(duì)花括號(hào)“”和“”括起來。,4.2.6 Turbo C的基本結(jié)構(gòu),（5）一個(gè)較完整的程序大致包括：包含文件（一組#include語句）、用戶函數(shù)說明部分、全局變量定義、主函數(shù)和若干子函數(shù)。在主函數(shù)和子函數(shù)中又包括局部變量定義、若干個(gè)Turbo C庫函數(shù)、控制流程語句、用戶函數(shù)的調(diào)用語句等。 （6）注釋部分包含在“/*”和“*/”之間，在編譯時(shí)它被

8、Turbo C編譯器忽略。,Turbo C源程序的一般形式為：,包含文件 子函數(shù)類型說明 全局變量定義 main() 局部變量定義 sub1() 局部變量定義 subN() 局部變量定義 ,4.3 面向?qū)ο缶幊陶Z言簡(jiǎn)介,什么是對(duì)象？ 一個(gè)對(duì)象是一個(gè)數(shù)據(jù)類型。對(duì)象就像記錄一樣，是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。按最簡(jiǎn)單的理解，可以將對(duì)象理解成一個(gè)記錄。但實(shí)際上，對(duì)象是一種定義不確切的術(shù)語，它常用來定義抽象的事務(wù)，是構(gòu)成應(yīng)用程序的項(xiàng)目，其內(nèi)涵遠(yuǎn)比記錄要豐富。在本節(jié)中，對(duì)象可被理解為可視化部件如按鈕、標(biāo)簽、表等。 對(duì)象的三個(gè)特征：封裝性、繼承性、多態(tài)性。,4.3 面向?qū)ο缶幊陶Z言簡(jiǎn)介,4.3.1 Visual Bas

9、ic語言 4.3.2 Visual C+語言 4.3.3 Java和J+語言 4.3.4 Delphi語言 4.3.5 .NET Framework概述 4.3.7 C#語言,4.3.1 Visual Basic語言,Microsoft公司提供的Windows環(huán)境下的面向?qū)ο蟮目梢暬_發(fā)工具 “Visual”指的是開發(fā)圖形用戶界面GUI（Graphical User Interfaces）的方法。不需編寫大量代碼去描述界面元素的外觀和位置，而只要把預(yù)先建立的對(duì)象添加到屏幕上的某處即可。 Visual Basic功能強(qiáng)大，很容易在應(yīng)用程序內(nèi)通過 Internet 或 Intranet訪問文檔和應(yīng)

10、用程序，或者創(chuàng)建 Internet 服務(wù)器應(yīng)用程序。,4.3.2 Visual C+語言,C+包含了C的全部特征、屬性等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)添加了對(duì)面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）的完全支持。 Visual C+由Microsoft C/ C+演化而來的，從Microsoft C/ C+ 8.0開始改稱為Visual C+，發(fā)展到今天的Visual C+ .NET。 最主要的技術(shù)特點(diǎn)：可視化編程和支持面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù).,4.3.3 Java和J+語言,Java和J+是以C+為基礎(chǔ)的但更適于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的面向?qū)ο蟮母呒?jí)語言。 Java和J+尤其適于生成網(wǎng)頁上栩栩如生的圖畫和稱為applet的Java應(yīng)用程序，其中包含

11、用戶定制的像按鈕、復(fù)選框和文字輸入框之類的網(wǎng)頁控件。 Java是一種獨(dú)立于平臺(tái)的語言，Java程序不但能在微機(jī)上運(yùn)行而且可運(yùn)行在Macintosh和UNIX機(jī)上。J+提供給程序員的工具要求Windows的支持。,4.3.4 Delphi語言,Borland公司推出的可視化編程環(huán)境，一種方便、快捷的Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具。 語言基礎(chǔ)是PASCAL，Delphi編程環(huán)境自動(dòng)為Delphi應(yīng)用程序生成應(yīng)用程序框架，這一框架正是應(yīng)用程序的“骨架”。在骨架上即使沒有附著任何東西，仍可以嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)運(yùn)行。編程人員所要做的工作只是在“骨架”中加入程序代碼，以實(shí)現(xiàn)自己的目的。 Delphi就是Vis

12、ual Pascal，使用的是面向?qū)ο蟮腜ASCAL（Object Pascal）。,4.3.4 Delphi語言,打開一個(gè)新的空窗體，加入一個(gè)memo部件和四個(gè)按鈕，并排列整齊。改變按鈕部件的Name屬性，分別命名為Cut，Copy，Paste，Clear?？梢园l(fā)現(xiàn)：當(dāng)Name屬性發(fā)生改變時(shí)，Caption屬性將發(fā)生相應(yīng)的變化。在Caption屬性前加標(biāo)“&”號(hào)設(shè)立加速鍵，即稱為圖4.1的窗體。,4.3.4 Delphi語言,為每一個(gè)按鈕建立如下的事件處理過程 執(zhí)行此程序。 可以在備注部件中輸入文本，在進(jìn)行了文本的標(biāo)記后，可以任意地進(jìn)行剪切、拷貝、粘貼和清除。當(dāng)按鈕被按動(dòng)時(shí)，就調(diào)用相應(yīng)的過程

13、進(jìn)行處理。,4.3.5 .NET Framework概述,Visual Studio的重大升級(jí)版本，主要包括Visual Basic.NET、Visual C+.NET和C#三個(gè)開發(fā)工具。 .NET的兩個(gè)主要組成部分是Microsoft .NET Framework SDK（軟件開發(fā)工具包）和Visual Studio IDE（集成開發(fā)環(huán)境）。IDE用來開發(fā)程序，而Framework則用于運(yùn)行程序。 .NET Framework為開發(fā)和運(yùn)行在不同平臺(tái)、不同語言編寫的應(yīng)用程序以及XML Web服務(wù)提供了一個(gè)平臺(tái)。.NET Framework由公共語言運(yùn)行庫、類庫以及ASP.NET組成，ASP.N

14、ET是基于組件的動(dòng)態(tài)服務(wù)器頁面。,4.3.5 .NET Framework概述,圖4.2 用.NET公共語言運(yùn)行庫編譯和執(zhí)行程序的步驟,4.3.6 Visual Basic.NET語言,Visual Basic.NET（又稱Visual Basic 7.0或VB 7.0）是Microsoft公司在Visual Basic 6.0之后推出的最新版本，集成在Visual Studio.NET中，與Visual C+.NET以及C#組成了.NET構(gòu)架。 Visual Basic.NET新增加了許多新的面向?qū)ο蟮奶匦员热缋^承、重載等等。語言的新特點(diǎn)也包括了對(duì)進(jìn)程的控制和底層結(jié)構(gòu)的操作，這些新特性使得V

15、isual Basic.NET再次成為程序員關(guān)注的焦點(diǎn)。,4.3.7 C#語言,C#是一種以.NET為基礎(chǔ)的語言。.NET平臺(tái)提供了一個(gè)運(yùn)行C#語言的環(huán)境，叫做CLR（Common Language Runtime），CLR和Java的虛擬機(jī)十分相似。CLR管理著代碼的執(zhí)行，并且提供了跨語言集成、跨語言異常處理和良好的安全性等服務(wù)。 C#是Visual Studio .NET中的一個(gè)組成部分。,4.3.7 C#語言,圖4.3 C#源程序的編譯過程,4.4 面向人工智能的語言簡(jiǎn)介,4.4.1 LISP語言 4.4.2 Prolog語言,4.4.1 LISP語言,一種計(jì)算機(jī)的表處理語言,也是函數(shù)型

16、語言。 最初作為書寫字符與表的遞歸函數(shù)的形式系統(tǒng)出現(xiàn)的，1958年由美國麻省理工學(xué)院的人工智能小組提出，是為問答系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種語言。 LISP語言一般為解釋型語言，但也有了編譯型的LISP語言，并已經(jīng)有了專用的LISP機(jī)。,4.4.2 Prolog語言,Prolog （Programming in Logic）是邏輯型語言。邏輯程序設(shè)計(jì)首先由英國愛丁堡大學(xué)的Robert Kowalski從理論方面提出. Prolog由程序設(shè)計(jì)的“How to do the Job”向“What you want to do”前進(jìn)一步。用戶只要說明已知事實(shí)是什么，定義規(guī)則（說明對(duì)象間的關(guān)系），再告訴要解決的問題

17、是什么（詢問）就行了，不必告訴計(jì)算機(jī)如何一步一步做，問題的求解是通過Prolog的內(nèi)部機(jī)制自動(dòng)生成。 遞歸是Prolog語言的重要特點(diǎn)之一。,4.5 編程的風(fēng)格與原理,4.5.1 寫程序的風(fēng)格 4.5.2 高級(jí)語言的程序設(shè)計(jì)原理 4.5.3 程序設(shè)計(jì)方法論,4.5.1 寫程序的風(fēng)格,1程序內(nèi)部的文檔 程序內(nèi)部的文檔包括恰當(dāng)?shù)臉?biāo)識(shí)符、適當(dāng)?shù)淖⒔夂统绦虻囊曈X組織等。 選取含義鮮明的名字，使它能正確地提示程序?qū)ο笏淼膶?shí)體，這對(duì)于幫助閱讀者理解程序是很重要的。如果使用縮寫，那么縮寫規(guī)則應(yīng)該一致，并且應(yīng)該給每個(gè)名字加注解。 正確的注解非常有助于對(duì)程序的理解。,4.5.1 寫程序的風(fēng)格,2數(shù)據(jù)說明 數(shù)

18、據(jù)說明的次序應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化 當(dāng)多個(gè)變量名在一個(gè)語句中說明時(shí)，應(yīng)該按字母順序排列這些變量。 如果設(shè)計(jì)時(shí)使用了一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則應(yīng)該用注解說明實(shí)現(xiàn)這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法和特點(diǎn)。,4.5.1 寫程序的風(fēng)格,3語句構(gòu)造 構(gòu)造語句時(shí)應(yīng)該遵循的原則是，每個(gè)語句都應(yīng)該簡(jiǎn)單而直接，不能為了提高效率而使程序變得過分復(fù)雜。,4.5.1 寫程序的風(fēng)格,4輸入/輸出 對(duì)所有輸入數(shù)據(jù)都進(jìn)行檢驗(yàn)；檢查輸入項(xiàng)重要組合的合法性；保持輸入格式簡(jiǎn)單；使用數(shù)據(jù)結(jié)束標(biāo)記，不要求用戶指定數(shù)據(jù)的數(shù)目；明確提示交互式輸入的請(qǐng)求，詳細(xì)說明可用的選擇或邊界數(shù)值；當(dāng)程序設(shè)計(jì)語言對(duì)格式有嚴(yán)格要求時(shí)，應(yīng)保持輸入格式一致；設(shè)計(jì)良好的輸出報(bào)表；給所有輸出數(shù)據(jù)加標(biāo)志。,4.5.1 寫程序的風(fēng)格,5效率 效率主要指處理機(jī)時(shí)間和存儲(chǔ)器空間兩個(gè)方面。,4.5.2 高級(jí)語言的程序設(shè)計(jì)原理,完成給定任務(wù)程序設(shè)計(jì)的大致流程是：應(yīng)用問題建立數(shù)學(xué)模型選用計(jì)算機(jī)方法畫流程圖選用某種語言編寫程序調(diào)試程序進(jìn)行解釋或編譯產(chǎn)生目標(biāo)代碼運(yùn)行目標(biāo)代碼輸出。 1計(jì)算方法 2流程圖 3程序設(shè)計(jì),本章小結(jié),計(jì)算機(jī)程序是有序指令的集合，而程序是用計(jì)算機(jī)語言編寫的。 軟件開發(fā)人員應(yīng)關(guān)