高级语言软件开发能力培养.ppt

本章学习目标 高级语言的分类 特点和选择常用编程语言的特点TurboC的基本结构和语句面向对象的编程方法高级语言编程技术与编程风格 本章目录 4 1计算机程序和高级语言4 2常用编程语言简介4 3面向对象编程语言简介4 4面向人工智能的语言简介4 5编程的风格与原理 4 1计算机程序和高级语言 人们用以同计算机 交谈 的语言 称为计算机语言 计算机语言的种类非常多 总的来说可以分成机器语言 汇编语言和高级语言三大类 计算机所能识别的语言只有机器语言 即由0和1构成的代码 但通常人们编程时不采用机器语言 因为它非常难于记忆和识别 目前通用的编程语言有两种形式 汇编语言和高级语言 高级语言所编制的程序不能直接被计算机识别 必须经过转换才能执行 按转换方式可将它们分为两类 解释类和编译类 4 1 1程序设计语言的特点 1 名字说明2 类型说明3 初始化4 程序对象的局限性5 程序模块6 循环控制结构7 分支控制结构8 异常处理9 独立编译 4 1 2程序设计语言的选择 适宜的程序设计语言能使根据设计去完成编码时困难最少 可以减少程序测试量 并且可以得到易于阅读和维护的程序 由于软件系统的绝大部分成本用在生命周期的测试和维护阶段 所以易于测试和维护是极其重要的 汇编语言的优点是目标程序执行速度快 缺点是编程量大 困难 程序不易调试 采用高级语言编程效率高 编写的程序易于阅读 测试 调试和维护 4 1 2程序设计语言的选择 具体选择开发语言时可以考虑 应该有理想的模块化机制 以及易读性的控制结构和数据结构 为了使程序容易测试和维护以减少生命周期的总成本 编译程序能够尽可能多地发现程序中的错误 为了便于调试和提高软件可靠性 有良好的独立编译机制 为了降低软件开发和维护的成本 4 2常用编程语言简介 4 2 1BASIC语言4 2 2FORTRAN语言4 2 3COBOL语言4 2 4PASCAL语言4 2 5C语言4 2 6TurboC的基本结构 4 2 1BASIC语言 Beginner sAll PurposeSymbolicInstructionCode 初学者通用符号指令编码 一种易学易用的高级语言 从FORTRAN语言简化而来的 最初是美国Daltmouth学院为便于教学而开发的会话语言 它自1965年诞生以来 其应用已远远超出教学范围 并于1977年开始了标准化工作 语言特点 简单易学 基本BASIC只有17种语句 语法简单 结构分明 容易掌握 具有人机会话功能 程序易于修改与调试 非常适合初学者学习运用 4 2 2FORTRAN语言 1954年问世 1957年由IBM公司正式推出 最古老的高级程序语言之一FormulaTranslator的缩写含义 公式翻译 允许使用数学表达式形式的语句来编写程序 主要用于科学计算方面 简单易学 至今仍富有强大的生命力 缺点是不便于进行结构化程序的设计和编写 4 2 3COBOL语言 CommonBusinessOrientedLanguage 面向商业的通用语言 1960年推出特点 按层次结构来描述数据 具有完全适合现实事务处理的数据结构 具有更接近英语自然语言的程序设计风格 易读性强 世界上标准化最早的语言 通用性强 由于COBOL的这些特点 使其成为数据处理方面应用最为广泛的语言 4 2 4PASCAL语言 沃思 N Wirth 教授于20世纪60年代末在瑞士苏黎士联邦工业大学创立的是系统地体现结构程序设计思想的第一种语言 适用于数值计算和数据处理 特点 结构清晰 便于验证程序的正确性 简洁 精致 控制结构和数据类型都十分丰富 表达力强 实现效率高 容易移植 4 2 5C语言 适合于作为系统描述语言 可用于编写系统软件和应用软件 学习C 语言的基础 掌握了C语言就容易学习C TurboC是美国Borland公司的产品 其中使用了全然一新的集成开发环境 即使用了一系列下拉式菜单 将文本编辑 程序编译 连接以及程序运行一体化 大大方便了程序的开发 4 2 6TurboC的基本结构 1 TurboC程序的一般组成部分 1 程序一般用小写字母书写 2 大多数语句结尾必须要用 作为终止符 否则TurboC不认为该语句结束 3 每个程序必须有一个而且只能有一个称作主函数的main 函数 4 每个程序体 主函数和每个子函数 如上例中的main 函数和lgc 函数 必须用一对花括号 和 括起来 4 2 6TurboC的基本结构 5 一个较完整的程序大致包括 包含文件 一组 include语句 用户函数说明部分 全局变量定义 主函数和若干子函数 在主函数和子函数中又包括局部变量定义 若干个TurboC库函数 控制流程语句 用户函数的调用语句等 6 注释部分包含在 和 之间 在编译时它被TurboC编译器忽略 TurboC源程序的一般形式为 包含文件子函数类型说明全局变量定义main 局部变量定义 sub1 局部变量定义 subN 局部变量定义 4 3面向对象编程语言简介 什么是对象 一个对象是一个数据类型 对象就像记录一样 是一种数据结构 按最简单的理解 可以将对象理解成一个记录 但实际上 对象是一种定义不确切的术语 它常用来定义抽象的事务 是构成应用程序的项目 其内涵远比记录要丰富 在本节中 对象可被理解为可视化部件如按钮 标签 表等 对象的三个特征 封装性 继承性 多态性 4 3面向对象编程语言简介 4 3 1VisualBasic语言4 3 2VisualC 语言4 3 3Java和J 语言4 3 4Delphi语言4 3 5 NETFramework概述4 3 7C 语言 4 3 1VisualBasic语言 Microsoft公司提供的Windows环境下的面向对象的可视化开发工具 Visual 指的是开发图形用户界面GUI GraphicalUserInterfaces 的方法 不需编写大量代码去描述界面元素的外观和位置 而只要把预先建立的对象添加到屏幕上的某处即可 VisualBasic功能强大 很容易在应用程序内通过Internet或Intranet访问文档和应用程序 或者创建Internet服务器应用程序 4 3 2VisualC 语言 C 包含了C的全部特征 属性等优点 同时添加了对面向对象编程 OOP 的完全支持 VisualC 由MicrosoftC C 演化而来的 从MicrosoftC C 8 0开始改称为VisualC 发展到今天的VisualC NET 最主要的技术特点 可视化编程和支持面向对象的编程技术 4 3 3Java和J 语言 Java和J 是以C 为基础的但更适于网络应用的面向对象的高级语言 Java和J 尤其适于生成网页上栩栩如生的图画和称为applet的Java应用程序 其中包含用户定制的像按钮 复选框和文字输入框之类的网页控件 Java是一种独立于平台的语言 Java程序不但能在微机上运行而且可运行在Macintosh和UNIX机上 J 提供给程序员的工具要求Windows的支持 4 3 4Delphi语言 Borland公司推出的可视化编程环境 一种方便 快捷的Windows应用程序开发工具 语言基础是PASCAL Delphi编程环境自动为Delphi应用程序生成应用程序框架 这一框架正是应用程序的 骨架 在骨架上即使没有附着任何东西 仍可以严格地按照设计运行 编程人员所要做的工作只是在 骨架 中加入程序代码 以实现自己的目的 Delphi就是VisualPascal 使用的是面向对象的PASCAL ObjectPascal 4 3 4Delphi语言 打开一个新的空窗体 加入一个memo部件和四个按钮 并排列整齐 改变按钮部件的Name属性 分别命名为Cut Copy Paste Clear 可以发现 当Name属性发生改变时 Caption属性将发生相应的变化 在Caption属性前加标 号设立加速键 即称为图4 1的窗体 4 3 4Delphi语言 为每一个按钮建立如下的事件处理过程执行此程序 可以在备注部件中输入文本 在进行了文本的标记后 可以任意地进行剪切 拷贝 粘贴和清除 当按钮被按动时 就调用相应的过程进行处理 4 3 5 NETFramework概述 VisualStudio的重大升级版本 主要包括VisualBasic NET VisualC NET和C 三个开发工具 NET的两个主要组成部分是Microsoft NETFrameworkSDK 软件开发工具包 和VisualStudioIDE 集成开发环境 IDE用来开发程序 而Framework则用于运行程序 NETFramework为开发和运行在不同平台 不同语言编写的应用程序以及XMLWeb服务提供了一个平台 NETFramework由公共语言运行库 类库以及ASP NET组成 ASP NET是基于组件的动态服务器页面 4 3 5 NETFramework概述 图4 2用 NET公共语言运行库编译和执行程序的步骤 4 3 6VisualBasic NET语言 VisualBasic NET 又称VisualBasic7 0或VB7 0 是Microsoft公司在VisualBasic6 0之后推出的最新版本 集成在VisualStudio NET中 与VisualC NET以及C 组成了 NET构架 VisualBasic NET新增加了许多新的面向对象的特性比如继承 重载等等 语言的新特点也包括了对进程的控制和底层结构的操作 这些新特性使得VisualBasic NET再次成为程序员关注的焦点 4 3 7C 语言 C 是一种以 NET为基础的语言 NET平台提供了一个运行C 语言的环境 叫做CLR CommonLanguageRuntime CLR和Java的虚拟机十分相似 CLR管理着代码的执行 并且提供了跨语言集成 跨语言异常处理和良好的安全性等服务 C 是VisualStudio NET中的一个组成部分 4 3 7C 语言 图4 3C 源程序的编译过程 4 4面向人工智能的语言简介 4 4 1LISP语言4 4 2Prolog语言 4 4 1LISP语言 一种计算机的表处理语言 也是函数型语言 最初作为书写字符与表的递归函数的形式系统出现的 1958年由美国麻省理工学院的人工智能小组提出 是为问答系统设计的一种语言 LISP语言一般为解释型语言 但也有了编译型的LISP语言 并已经有了专用的LISP机 4 4 2Prolog语言 Prolog ProgramminginLogic 是逻辑型语言 逻辑程序设计首先由英国爱丁堡大学的RobertKowalski从理论方面提出 Prolog由程序设计的 HowtodotheJob 向 Whatyouwanttodo 前进一步 用户只要说明已知事实是什么 定义规则 说明对象间的关系 再告诉要解决的问题是什么 询问 就行了 不必告诉计算机如何一步一步做 问题的求解是通过Prolog的内部机制自动生成 递归是Prolog语言的重要特点之一 4 5编程的风格与原理 4 5 1写程序的风格4 5 2高级语言的程序设计原理4 5 3程序设计方法论 4 5 1写程序的风格 1 程序内部的文档程序内部的文档包括恰当的标识符 适当的注解和程序的视觉组织等 选取含义鲜明的名字 使它能正确地提示程序对象所代表的实体 这对于帮助阅读者理解程序是很重要的 如果使用缩写 那么缩写规则应该一致 并且应该给每个名字加注解 正确的注解非常有助于对程序的理解 4 5 1写程序的风格 2 数据说明数据说明的次序应该标准化当多个变量名在一个语句中说明时 应该按字母顺序排列这些变量 如果设计时使用了一个复杂的数据结构 则应该用注解说明实现这个数据结构的方法和特点 4 5 1写程序的风格 3 语句构造构造语句时应该遵循的原则是 每个语句都应该简单而直接 不能为了提高效率而使程序变得过分复杂 4 5 1写程序的风格 4 输入 输出 对所有输入数据都进行检验 检查输入项重要组合的合法性 保持输入格式简单 使用数据结束标记 不要求用户指定数据的数目 明确提示交互式输入的请求 详细说明可用的选择或边界数值 当程序设计语言对格式有严格要求时 应保持输入格式一致 设计良好的输出报表 给所有输出数据加标志 4 5 1写程序的风格 5 效率效率主要指处理机时间和存储器空间两个方面 4 5 2高级语言的程序设计原理 完成给定任务程序设计的大致流程是 应用问题 建立数学模型 选用计算机方法 画流程图 选用某种语言编写程序 调试程序 进行解释或编译产生目标代码 运行目标代码 输出 1 计算方法2 流程图3 程序设计 本章小结 计算机程序是有序指令的集合 而程序是用计算机语言编写的 软件开发人员应关注程序设计语言的特点及其对软件质量的影响 从而在系统开发时 选择适合的程序设计语言 以提高软件开发效率和质量 高级语言的种类很多 常用编程语言中简要介绍了BASIC FORTRAN PASCAL语言 并以TurboC为例重点讲解C语言的特点 基本结构与编程方法 本章小结 面向对象的程序设计 OOP 是传统结构化程序设计语言的自然延伸 对象的可重用性大大地节省了开发时间 提高了软件的开发效率 因此目前得到了广泛的应用 编程的风格就是使源程序逻辑简明清晰 易读易懂 程序设计方法论 一般分为自顶向下的程序开发方法和自底向上的程序开发方法两种 习题四 4 1什么是程序 计算机语言有