《程序的设计与调试》课件

程序的设计与调试本课件将带您探索程序设计与调试的奥妙，从基本原理到实际应用，助力您成为一名优秀的程序员课程目标培养逻辑思维能力掌握程序设计技巧学习程序设计可以锻炼您的逻辑思维能力，提升您解决问题的效率您将掌握各种程序设计技巧，学会如何编写高效、简洁、易于维护的代码程序设计的基本原理算法数据结构算法是解决问题的步骤，是程序设计的核数心据结构是组织数据的方式，影响着程序的效率和可读性程序语言程序语言是沟通人与机器的桥梁，不同的语言适用于不同的场景算法的概念和特点有效性确定性算法必须能解决问题算法的每一步操作都必须明确定义有限性可行性算法必须在有限步内完成算法的步骤必须是可执行的算法设计的基本方法分治法贪心法将问题分解成子问题，递归解决每次选择局部最优解，最终得到全局最优解动态规划法将问题分解成子问题，存储中间结果，避免重复计算算法的时间复杂度分析时间复杂度1大表示法O2用大表示法来衡量算法的效率O常见时间复杂度3等O1,On,On^2,Olog n程序结构化设计模块化1将程序分解成多个模块，每个模块完成特定的功能层次化2模块之间存在层次关系，上层模块调用下层模块顺序、选择、循环3程序结构包括三种基本控制结构程序的模块化设计高内聚1模块内部联系紧密低耦合2模块之间相互依赖性低易于维护3模块化设计可以提高程序的可维护性面向对象程序设计12封装继承将数据和操作隐藏起来，对外提供接口子类继承父类的属性和方法3多态同一个方法可以根据对象的类型执行不同的操作程序设计语言的类型Python C++Java是一种解释型、面向对象、动态数据类型的是高一级种程静序态设类计型语、言编译型、泛型、面向对象的程是序一设种计面语向言对象的程序设计语言，旨在跨平台运行Python C++Java语言基本语法C关键字语言中具有特殊含义的单词C标识符用户自定义的变量、函数、常量等名称运算符用于进行各种运算数据类型定义变量的类型，决定变量存储的值数据类型和变量基本数据类型变量定义等使用数据类型声明变量，并分配内存空间int,char,float,double表达式和运算符算术运算符关系运算符等等+,-,*,/,%,++,--==,!=,,,=,=逻辑运算符位运算符等等,||,!,|,^,~,,程序的顺序执行语句1程序的基本执行单元顺序执行2语句按顺序执行，从上到下程序的条件执行语句if1语句else2根据条件执行不同的代码块语句if...else if...else3处理多个条件判断程序的循环执行循环for1当满足条件时，重复执行代码块循环while2当满足条件时，重复执行代码块循环do...while3至少执行一次代码块，然后根据条件判断是否继续循环函数的概念和定义12函数函数定义将一段代码封装成一个独立的模块，方使便用重函复数使名用、参数列表、返回值类型和函数体定义函数函数的参数传递值传递引用传递将实参的值复制给形参，形参的改变不会影响实参将实参的地址传递给形参，形参的改变会影响实参函数的递归调用递归函数调用自身递归终止条件必须设置递归终止条件，否则会陷入死循环数组的定义和应用数组定义数组访问使用数据类型和数组名定义数组，并指定使数用组下大标小访问数组元素数组应用存储相同类型的数据，方便操作字符串的处理字符串长度字符串连接获取字符串的字符数量将两个字符串连接起来字符串截取获取字符串的一部分指针的概念和应用指针1存储变量地址的变量指针运算2指针可以进行加减运算，访问内存地址指针应用3动态内存分配、传递函数参数等文件的输入输出打开文件1使用文件操作函数打开文件，指定文件路径和操作模式读写文件2使用文件操作函数读写文件数据关闭文件3关闭文件，释放资源预处理指令和编译过程12预处理指令编译过程在编译前进行预处理，例如宏定义、文件包含等将源代码编译成机器码程序调试的概念调试错误类型发现并修复程序中的错误语法错误、逻辑错误、运行时错误等调试工具的使用断点调试单步执行在程序中设置断点，暂停程序执行逐行执行代码，观察程序的运行状态变量监视监视变量的值变化断点调试方法设置断点在代码行上设置断点，程序执行到断点处会暂停查看变量查看断点处的变量值，分析程序状态单步执行逐行执行代码，观察程序的运行过程修改变量修改变量的值，观察程序的运行结果程序测试的策略单元测试集成测试测试单个模块的功能测试多个模块之间的交互系统测试验收测试测试整个系统的功能测试系统是否满足用户需求错误处理和异常处理错误处理1在程序中添加错误处理代码，处理可能出现的错误异常处理2使用异常机制，捕捉并处理程序运行时发生的异常编程规范和编码风格代码规范1命名规范2统一变量、函数、类等命名规则缩进规范3使用统一的缩进方式，提高代码可读性注释规范4添加必要的注释，解释代码的功能和逻辑软件工程的概念软件工程1将工程化的方法应用于软件开发，提高软件质量和效率软件开发过程2需求分析、设计、编码、测试、维护等软件生命周期模型12瀑布模型螺旋模型按照顺序进行开发，每个阶段完成后才能进入下一阶将段开发过程分为多个迭代，每个迭代都包含需求分析、设计、编码、测试等步骤3敏捷开发以迭代和增量的方式进行开发，强调快速响应需求变化需求分析和设计需求分析软件设计了解用户需求，确定软件的功能和性能根据需求分析结果，设计软件的架构、模块、数据结构等程序编码和测试程序编码程序测试根据设计文档，编写程序代码对代码进行测试，确保程序符合设计要求软件维护和升级软件维护软件升级对软件进行修改和更新，以修复错误、提高性能或适应新的需求发布新的软件版本，提供新的功能或改进现有功能软件项目管理项目计划项目执行制定项目计划，确定项目目标、时间进度按、照资项源目分计配划等执行项目开发工作项目监控项目总结监控项目进展，及时发现问题并采取措施项目结束后，对项目进行总结，评估项目成果软件质量保证质量标准1制定软件质量标准，例如功能、性能、可靠性等质量控制2在开发过程中实施质量控制措施，确保软件质量符合标准质量评估3对软件进行质量评估，验证软件质量是否达标软件设计模式设计模式1可复用的设计方案，解决软件设计中常见的问题常见设计模式2单例模式、工厂模式、观察者模式等软件架构设计12架构设计架构模式定义软件系统的整体结构，确定系统各部分之间常的见关的系架构模式包括、分层架构等MVC总结与展望通过本课件的学习，您已经掌握了程序设计与调试的基本知识和技巧，并对软件工程有了初步了解未来，随着技术的不断发展，程序设计与调试将会更加复杂和多样化，需要您不断学习和探索。