实验1：程序设计的基本目标与准则

实验1：

程序设计的基本目标与准则课题介绍课堂实验课后作业课题介绍

参考书目：C++程序设计实验教程

高等教育出版社李师贤主编程序设计的基本目标与准则程序的正确性程序的健壮性程序的可靠性程序可理解性程序的有效性程序可维护性程序可重用性程序正确性

1.了解程序正确性的概念什么是程序正确性？一个程序是否正确地实现了预定的目标预定的目标是什么？明确“做什么”程序规范，分成两个部分要完成这个任务必须满足的前提初始断言（条件）完成此项任务的结果必须具备的性质结果断言（条件）如何保证其正确性？程序健壮性

1.了解程序健壮性的概念

2.初步掌握提高程序健壮性的设计方法什么是程序健壮性？决定一个程序在异常输入下能否正常工作IEEE定义：系统或组件在接收不合法的输入或在异常环境下正常运转的程度。健壮性和正确性的区别正确性用来描述程序在正常外界环境下的行为特征健壮性用来描述程序在异常外界环境下的行为特征，体现了程序的容错能力和故障回复能力引起程序错误的原因可能来自程序内部，也可能来自程序的外部；程序健壮性取决于程序本身的设计程序设计中可通过一些方法提高程序的健壮性检查输入数据的合法性模块相互调用时检查参数的合法性利用信息隐藏把模块内的实现细节与外界隔离降低模块间的耦合度例1-2-1#include<stdio.h>voidmain(){

int

x,y,result;

printf("Entertwonumber\n");

scanf("%d%d",&x,&y);result=x/y;

printf("Thequotientofthetwonumber:%d\n",result);}运行该程序，发现了什么问题？例1-2-2#include<stdio.h>voidmain(){

int

x,y,result;

printf("Entertwonumber\n");

scanf("%d%d",&x,&y);

while(y==0){

printf("Thedivisorcannotbe0\n");

printf("Entertwonumber\n");

scanf("%d%d",&x,&y);}result=x/y;

printf("Thequotientofthetwonumber:%d\n",result);}比较例1-2-1和例1-2-2的健壮性是否还可以修改？例1-2-3

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//给定正整数n,求其平方值不超过n的最大正整数#include<stdio.h>voidmain(){

intn;

intmax;

printf("Enteranumber:");

scanf("%d",&n);max=1;while(max*max<=n)max=max+1;

printf("Themaximumintegeris:%d\n",max-1);}该程序是否有值得修改的地方？程序可靠性

1.了解程序可靠性的概念什么是程序可靠性？在给定的时段内，在一个给定的环境下，一个给定的程序无故障运行的概率。可靠性的3个要素失效（未达到所期望的目标）时间运行环境决定因素程序设计过程是主要因素重要特征设计可见性设计单元之间的耦合程度程序可理解性

1.了解程序可理解性的概念

2.初步掌握可理解性好的程序的表达方式一个程序必须直接反映问题的本来面目，其逻辑应该清晰、结构应该简单、编排应该合理、注释应该简明。比较下列5个程序的可理解性例1-4-1

#include<stdio.h>voidmain(){

int

a,b,c;

int

maxv;

printf("Enterthreenumbers:\n");

scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);if(a>b)gotoL1;if(b>c)gotoL2;

maxv=c;

gotoL4;L1:if(b>c)gotoL3;if(a>c)gotoL3;

maxv=c;

gotoL4;L2:

maxv=b;

gotoL4;L3:

maxv=a;L4:

printf("Themaxnumberis:%d\n",maxv);}例1-4-2#include<stdio.h>voidmain(){

int

a,b,c;

int

maxv;

printf("Enterthreenumbers:\n");

scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);if(a>b){if(a>c)maxv=a; elsemaxv=c;}else{if(b>c)maxv=b; elsemaxv=c;}

printf("Themaxnumberis:%d\n",maxv);}例1-4-3#include<stdio.h>#include<math.h>voidmain(){

int

a,b,c;

int

maxv;

printf("Enterthreenumbers:\n");

scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);

maxv=(b+a)/2.0+fabs((a-b)/2.0);

maxv=(maxv+c)/2.0+fabs((maxv-c)/2.0);

printf("Themaxnumberis:%d\n",maxv);}例1-4-4#include<stdio.h>voidmain(){

int

a,b,c;

int

maxv;

printf("Enterthreenumbers:\n");

scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);

maxv=a;if(b>maxv)maxv=b;if(c>maxv)maxv=c;

printf("Themaxnumberis:%d\n",maxv);}例1-4-5#include<stdio.h>intmax(inta,intb){if(a>b)return(a);else

return(b);}

voidmain(){

int

a,b,c;

int

maxv;

printf("Enterthreenumbers:\n");

scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);

maxv=max(max(a,b),c);

printf("Themaxnumberis:%d\n",maxv);}程序的有效性

1.了解程序有效性的目标如意义

2.初步了解如何分析程序时间复杂度和空间要求一个程序以最佳方式使用可用资源运行资源：时间空间通讯带宽算法和数据结构比较下列两个程序例1-5-1#include<stdio.h>voidmain(){

intsum;

int

cnt;sum=0;for(cnt=1;cnt<=100;cnt++)sum=sum+cnt;

printf("Thesummingresultis%d\n",sum);}例1-5-2#include<stdio.h>voidmain(){

intsum;sum=(100/2)*(1+100);

printf("Thesummingresultis%d\n",sum);}程序可维护性

1.了解程序可维护性

2.初步了解提高程序可维护性的主要方法可维护性是指一个程序产品正式交付使用后对其进行修改的难易程度代码的可理解性、可靠性和可扩展性直接影响程序的维护量。程序的可维护性还和相关文档的完善程度有关代码注释是程序文档化的一种表现例1-6-1#include<stdio.h>voidmain(){

int

x,y;

printf("Entertwonumbers:\n");

scanf("%d%d",&x,&y);

printf("Thenumbersbeforeswap:%d%d\n",x,y); x

=

x

+

y; y

=

x

-

y; x

=

x

-

y;

printf("Thenumbersbeforeswap:%d%d\n",x,y);}例1-6-2

增加了适当的注释#include<stdio.h>voidmain(){

int

x,y;

//输入两个整数

printf("Entertwonumbers:\n");

scanf("%d%d",&x,&y);//输出交换前的数据

printf("Thenumbersbeforeswap:%d%d\n",x,y);

//以下3条语句可以实现x和y的交换

x

=

x

+

y; y

=

x

-

y; x

=

x

-

y;//输出交换后的数据

printf("Thenumbersafterswap:%d%d\n",x,y);}程序可重用性

1.了解程序重用的主要思想

2.初步掌握程序重用的实现技术程序可重用性是现代程序设计所追求的一个重要目标。重用可以提高编码的质量和生产率通常把可以重用的程序部件称为构件，有不同的定义构件是一个具有规范接口和明确上下文依赖的组装单元，可以独立部署和被第三方组装。构件是可以单独生产、获取和部署的二进制单元，它们之间可以相互作用构成一个功能系统掌握两个不同的过程设计与实现可重用构件的过程使用可重用构件进行程序设计的过程要点建立重用的意识在设计程序解决某一问题时，考虑部分模块设计与实现为可重用的构件重用现有的构件来达到预期的目标要考虑的问题如何构造重用性良好的构件如何在技术上能够方便地获得和使用已有构件如何确定构件的生产成本和重用成本例1-7-1#include<stdio.h>voidmain(){doubleresult;

int

i,x,y; result=1; x=5; y=6; for(i=0;i<y;i++) result=result*x;

printf("Thepowresultis:%f\n",result);}例1-7-2#include<stdio.h>doublemathpow(intx,inty){doubletemp;

inti;temp=1;for(i=0;i<y;i++)

temp=temp*x;returntemp;}voidmain()